Всі судини малого і великого кола, в залежності від будови і функціональної ролі ділять на наступні групи:
1. Судини еластичного типу
2. Судини м'язового типу
3. Судини резистивного типу
4. Судини обмінного типу
5. Судини ємнісного типу
До судинах еластичного типу відносяться аорта, легенева артерія і інші великі артерії. В їх стінці міститься багато еластичних волокон, тому вона має велику пружністю і розтяжністю.
Судинами м'язового типу є артерії середнього і малого калібру. В їх стінці більше гладком'язових волокон. Однак м'язовий шар мало впливає на просвіт цих судин, а отже гемодинаміку.
До резистивним судинах відносять кінцеві артерії і артеріоли. Ці прекапілярні судини мають невеликий діаметр і товсту гладком'язових стінку. Тому вони мають найбільший опір току крові і вплив на системну гемодинаміку. Скорочення їх гладких м'язів забезпечують регуляцію кровотоку в органах і тканинах, а отже перерозподіл крові.
Обмінними судинами є капіляри. У них відбувається дифузія і фільтрація води, газів, мінеральних та поживних речовин.
До ємнісним судинам відносяться вени. Їх стінка легко розтягується. Тому вони здатні накопичувати велику кількість крові, без зміни венозного кровотоку. У зв'язку з цим вени деяких органів можуть виконувати роль депо крові. Це вени печінки, підшкірних судинних сплетінь, чреваті вени. У венах може депонуватися до 70% всієї крові. Справжніх депо, як селезінка собаки, у людини немає.
Крім цих типів є шунтуючі судини. Ними є артеріовенозні анастомози. При деяких умовах вони забезпечують перехід крові в вени минаючи капіляри.
Рух крові по артеріях обумовлено наступними факторами:
1. Роботою серця, що забезпечує заповнення енерговитрат системи кровообігу.
2. Пружністю стінок еластичних судин. У період систоли енергія систолічною порції крові переходить в енергію деформації судинної стінки. Під час діастоли стінка скорочується і її потенційна енергія переходить у кінетичну. Це сприяє підтримці знижується артеріального тиску і згладжування пульсацій артеріального кровотоку.
3. Різниця тисків на початку і кінці судинного русла. Вона виникає в результаті витрати енергії на подолання опору току крові. Опір кровотоку в судинах залежить від в'язкості крові, довжини і, в основному, від діаметра судин. Чим він менше, тим більше опір, а отже різниця тиску на початку і кінці судини. У судинній системі опір змінюється нерівномірно. Тому нерівномірно знижується і кров'яний тиск. В артеріях воно зменшується на 10%, артеріолах і капілярах на 85%, венах на 5%. Таким чином найбільший внесок в загальний периферичний опір (ОПС) вносять судини резистивного і обмінного типу. Загальний периферичний опір можна розрахувати за формулою:
R = --------, де Р1 і Р2 тиск спочатку і наприкінці судинного русла, а
Q Q - хвилинний об'єм крові.
При фізичній роботі артеріоли і капіляри розширюються тому ОПС зменшується.
Стінки вен тонші і розтяжні, ніж у артерій. Енергія серцевих скорочень в основному вже витрачена на подолання опору артеріального русла. Тому тиск у венах невисока і потрібні додаткові механізми, що сприяють венозному поверненню до серця. Венозний кровотік забезпечують такі чинники:
1. Різниця тисків на початку і кінці венозного русла.
2. Скорочення скелетних м'язів при русі, в результаті яких кров виштовхується з периферичних вен до правого передсердя.
3. присмоктуються дію грудної клітини. На вдиху тиск в ній стає негативним, що сприяє венозному кровотоку.
4. присмоктуються дію правого передсердя в період його діастоли. Розширення його порожнини приводить до появи негативного тиску в ньому.
5. Скорочення гладких м'язів вен.
Рух крові по венах до серця пов'язано і з тим, що в них є випинання стінок, які виконують роль клапанів.
Розрізняють лінійну і об'ємну швидкість кровотоку. Лінійна швидкість кровотоку (Vлін.) Це відстань, яку проходить частинка крові в одиницю часу. Вона залежить від сумарної площі поперечного перерізу всіх судин, що утворюють ділянку судинного русла. Тому в кровоносній системі найбільш вузькою ділянкою є аорта. Тут найбільша лінійна швидкість кровотоку, складова 0,5-0,6 м / сек. В артеріях середнього та дрібного калібру вона знижується до 0,2-0,4 м / сек. Сумарний просвіт капілярного русла в 500-600 разів більше ніж аорти. Тому швидкість кровотоку в капілярах зменшується до 0,5 мм / сек. Уповільнення течії крові в капілярах має велике фізіологічне значення, так як в них відбувається транскапілярний обмін. У великих венах лінійна швидкість кровотоку знову зростає до 0,1-0,2 м / сек. Лінійна швидкість кровотоку в артеріях вимірюється ультразвуковим методом. Він заснований на ефекті Доплера. На посудину поміщають датчик з джерелом і приймачем ультразвуку. У рухомому середовищі - крові частота ультразвукових коливань змінюється. Чим більше швидкість течії крові по судині, тим нижче частота відбитих ультразвукових хвиль. Швидкість кровотоку в капілярах вимірюється під мікроскопом з поділами в окулярі, шляхом спостереження за рухом певного еритроцита.
Об'ємна швидкість кровотоку (Vоб.) Це кількість крові, що проходить через поперечний переріз судини в одиницю часу. Вона залежить від різниці тисків на початку і кінці судини і опору току крові:
Vоб = ---------- де де Р1 і Р2 тиск на початку та наприкінці судини, R -
Раніше в експерименті об'ємну швидкість кровотоку вимірювали за допомогою кров'яних годин Людвіга. У клініці об'ємний кровотік оцінюють за допомогою реовазографії. Цей метод заснований на реєстрації коливань електричного опору органів для струму високої частоти, при зміні їх кровонаповнення в систолу і діастолу. При збільшенні кровонаповнення опір знижується, а зменшення зростає. З метою діагностики судинних захворювань виробляють реовазографію кінцівок, печінки, нирок, грудної клітки. Іноді використовують плетизмографію. Це реєстрація коливань обсягу органу, що виникають при зміні їх кровонаповнення. Коливання обсягу реєструють за допомогою водних, повітряних і електричних плетизмограф.
Швидкість кругообігу крові, це час за який частка крові проходить обидва кола кровообігу. Її вимірюють шляхом введення барвника флюоресцина в вену однієї руки і визначення часу його появи в вені інший. В середньому швидкість кругообігу крові становить 20-25 сек.
В результаті скорочень шлуночків серця і викиду з них крові, а також наявності опору току крові в судинному руслі створюється кров'яний тиск. Це сила, з якою кров тисне на стінку судин. Величина тиску в аорті і артеріях залежить від фази серцевого циклу. Під час систоли воно максимально і називається систолическими. У період діастоли мінімально і носить назву діастолічного. Систолічний тиск у здорової людини молодого і середнього віку в великих артеріях становить 100 - 130 мм.рт.ст. Діастолічний 60-80 мм.рт.ст. Різниця між систолічним і діастолічним тиском називається пульсовим тиском. У нормі його величина 30-40 мм.рт.ст. Крім цього визначають середній тиск. Це таке постійне, тобто не пульсує тиск, гемодинамічний ефект якого відповідає певному пульсуючому. Величина середнього тиску ближче до диастолическому, так як тривалість діастоли більше, ніж систоли. Артеріальний тиск (АТ) можна виміряти прямими і непрямими методами. Для вимірювання прямим методом в артерію вводять голку або канюлю, з'єднані з манометром. Зараз вводять катеттер з датчиком тиску. Сигнал від датчика надходить на електричний манометр. У клініці пряме вимірювання проводять тільки під час операцій. Найбільш широко використовуються непрямі методи Ріва-Роччі і Короткова. У 1896 р Ріва-Роччі запропонував вимірювати систолічний тиск за величиною тиску, яке необхідно створити в гумовій манжеті для повного стискання артерії. Це тиск вимірюється манометром. Припинення кровотоку визначається по зникненню пульсу. У 1905 р Коротков запропонував метод вимірювання і систолічного і діастолічного тиску. Він полягає в наступному. В манжеті створюється тиск, при якому потік крові в плечовій артерії повністю припиняється. Потім воно поступово знижується і одночасно фонендоскопом в ліктьовий ямці вислуховуються виникають звуки. У той момент, коли тиск в манжеті стає трохи нижче, ніж систолічний, з'являються короткі ритмічні звуки. Їх називають тонами Короткова. Вони обумовлені проходженням порцій крові в деформованому манжетою посудині в період систоли. Струм крові носить турбулентний характер, тому виникають звуки. У міру зниження тиску в манжеті інтенсивність тонів зменшується і при його певній величині вони зникають. Струм крові набуває ламінарний характер. У цей момент тиск в манжеті приблизно відповідає диастолическому. На даний момент для вимірювання артеріального тиску використовують апарати, які реєструють коливання судини під манжетою. Мікропроцесор розраховує систолічний та діастолічний тиск. Для тривалої реєстрації АТ застосовується артеріальна осцилографія. Це графічна реєстрація пульсацій великих артерій при їх стисненні манжетою. Цей метод дозволяє визначати систолічний, діастолічний, середній тиск і еластичність стінки судини. Артеріальний тиск зростає при фізичній і розумовій роботі, емоційних реакціях. При фізичній роботі в основному збільшується систолічний тиск, тому що зростає систолічний об'єм. Якщо відбувається звуження судин, то підвищується і систолічний та діастолічний тиск. Таке явище спостерігається при сильних емоціях.
При тривалій графічної реєстрації артеріального тиску виявляється три типи його коливань. Їх називають хвилями I-го, II-го і III-го порядків (рис.). Хвилі першого порядку це коливання тиску в період систоли і діастоли. Хвилі другого порядку називаються дихальними. На вдиху артеріальний тиск зростає, а на видиху знижується. При гіпоксії мозку виникають ще більш повільні хвилі третього порядку. Вони обумовлені коливаннями активності судинного центру довгастого мозку.
В артеріолах, капілярах, дрібних і середніх венах тиск постійно. В артеріолах його величина 40-60 мм.рт.ст. в артеріальному кінці капілярів 20-30 мм.рт.ст. венозній 8-12 мм.рт.ст. Кров'яний тиск в артеріолах і капілярах вимірюється шляхом введення в них микропипетки, з'єднаної з манометром. Кров'яний тиск у венах одно 5-8 мм.рт.ст. У порожніх венах воно дорівнює 0, а на вдиху на 3-5 мм.рт.ст. нижче атмосферного. Тиск у венах вимірюється прямим методом. Він називається флеботонометра.
Підвищення кров'яного тиску називається гіпертонією або гіпертензією, зниження - гіпотонією, гіпотензією. Артеріальна гіпертонія спостерігається при старінні, гіпертонічній хворобі, захворюваннях нирок і т.д. Гіпотонія спостерігається при шоці, виснаженні, а також порушення функцій судинного центру.