ГЕМОДИНАМІКА

ГЕМОДИНАМІКА (лат. haemodynamica < грец. haima — кров + dynamikos — сильний) — розділ науки, що вивчає механізми руху крові в серцево-судинній системі; частина гідродинаміки — розділу фізики, що вивчає рух рідин. Відповідно до законів гідродинаміки кількість рідини (Q), яка проходить через будь-яку трубку, прямо пропорційна різниці тисків на початку (Р1) і в кінці (Р2) трубки і обернено пропорційна опору (R) току рідини:
113
Рушійною силою кровотоку є різниця тисків між різними відділами судинного русла: кров тече від ділянки високого тиску до ділянки низького тиску. Цей градієнт тиску є джерелом сили, що переборює гідродинамічний опір: останній широко варіює як у часі, так і в різних відділах судинного русла і залежить від архітектури цього русла (напр. числа, довжини, діаметра і ступеня розгалуження судин тієї чи іншої ділянки) і в’язкості крові. Усі фактори, які впливають на кровотік, можна виразити у рівнянні, подібному закону Ома:
2234
З цього рівняння випливає, що об’ємна швидкість кровотоку V у будь-якому відділі кровоносного русла дорівнює відношенню різниці середнього тиску ∆Р в артеріальній і венозній частинах цього відділу (чи в будь-яких інших частинах) до гідродинамічного опору R цього відділу. Об’ємна швидкість кровотоку V відображає кровопостачання того чи іншого органа. Вона дорівнює об’єму крові, яка протікає через поперечний переріз судин, і вимірюється в мол/с. Її можна обчислити за лінійною швидкістю кровотоку (v) через поперечний переріз судини і площею цього перетину (S = πr2): V = v S. Відповідно до закону нерозривності струменя об’ємна швидкість току рідини в системі із трубок різного діаметра (тобто системи, подібної до кровоносної) постійна і залежить від поперечного перерізу трубки. Отже, для двох послідовних сегментів справедлива рівність:

V = va — Sa = vб — Sб.

Таким чином, якщо через послідовно з’єднані трубки протікає рідина з постійною швидкістю, лінійна швидкість руху рідини в кожній трубці обернено пропорційна площі її поперечного перерізу. Тиск у кровоносній системі (артеріальний і венозний) дорівнює відношенню сили, з якою кров діє на стінки судин, до площі цих стінок. Оскільки в клініці АТ вимірюється за допомогою ртутних манометрів, його зазвичай виражають у міліметрах ртутного стовпа, хоча іноді значення наводять у сантиметрах водяного стовпа (1 мм рт. ст. ≈ 13,6 мм вод. ст. ≈ 133 Па; 10 мм вод. ст. ≈ 98 Па). Гідродинамічний опір R не можна виміряти безпосередньо, однак його можна обчислити, знаючи різницю тисків у двох відділах судинної системи та об’ємну швидкість. Гідродинамічний опір зумовлений внутрішнім тертям між шарами рідини і між рідиною та стінками судини. Він залежить від розмірів судини, а також від в’язкості й типу току рідини. Якщо рідина, що тече, стикається з нерухомою поверхнею (напр. при русі в трубці), то шари такої рідини переміщаються з різними швидкостями, внаслідок чого між цими шарами виникає напруга зрушення: більш швидкий шар прагне витягнутися в подовжньому напрямку, а більш повільний затримує його. Показником, що відображає цей внутрішній опір рідини, служить її в’язкість (η). Об’єм крові, що протікає за 1 хв через аорту чи порожнисті вени і через легеневу артерію або легеневі вени, однаковий. Відтік крові від серця відповідає її притоку. Отже, об’єм крові, яка протікає за 1 хв через всю артеріальну і венозну систему великого й малого кола кровообігу, однаковий. При сталому об’ємі крові, яка протікає через будь-який загальний перетин судинної системи, лінійна швидкість кровотоку не може бути однаковою. Вона залежить від загальної ширини цього відділу судинного русла. У кровоносній системі найвужчим місцем є аорта. При розгалуженні артерій, незважаючи на те, що кожне відгалуження судини вужче за те, від якого відходить, сумарно русло збільшується, оскільки просвіти артеріальних відгалужень більші від просвіту артерії, що розгалузилася. Найбільше розширення русла відзначається в капілярній мережі: сума просвітів усіх капілярів приблизно у 500–600 разів більша від просвіту аорти. Відповідно до цього кров у капілярах рухається в 500–600 разів повільніше, ніж в аорті. У венах лінійна швидкість кровотоку знову підвищується, тому що при злитті вен сумарний просвіт кров’яного русла звужується. У порожнистих венах лінійна швидкість кровотоку досягає половини швидкості в аорті. У зв’язку з тим, що серце викидає кров окремими порціями, кровотік в артеріях має пульсуючий характер, тому лінійна й об’ємна швидкість постійно змінюються: вони максимальні в аорті та легеневій артерії в момент систоли шлуночків і знижуються у діастолу. У капілярах і венах кровотік постійний, тобто лінійна швидкість його постійна. На перетворення пульсуючого кровотоку в постійний впливають властивості артеріальної стінки.

Словарь физиологических терминов / Под ред. акад. О.Г. Газенко. — М., 1987; Фізіологія з основами анатомії людини / За ред. проф. Л.М. Малоштан. — Х., 2003.