3.Зависимость вязкости крови от скорости. При увеличении скорости потока вязкость крови, как и у всякой неньютоновской жидкости, уменьшается. Это объясняется ориентацией эритроцитов в потоке. Действительно, при этом снижается сопротивление потока движению отдельных эритроцитов и уменьшается зацепление эритроцитов друг за друга в соседних слоях. При уменьшении диаметра сосуда вязкость крови также понижается при прочих равных условиях. Особенно сильно падает вязкость в капиллярах, имеющих диаметр, сравнимый с диаметром эритроцита. В таких капилляpax эритроциты проходят по одному, без зацепления - это уменьшает взаимодействие слоев текущей плазмы, а значит, и наблюдаемую вязкость.
Крупные артериальные сосуды играют роль упругого резервуара, значительно снижающего нагрузку на сердце. Действительно, ударный объем крови, выталкиваемый сердцем, заполняет вначале именно эти сосуды, растягивая их упругие стенки. Поэтому на относительно быстрой фазе систолы (сжатия сердца) нет необходимости продвигать кровь сразу по всей кровеносной системе. Энергия, затраченная мышцей сердца на выталкивание порции крови, переходит в энергию упругой деформации стенок сосудов. А затем уже эта энергия, после закрытия обратного клапана сердца, используется для постепенного продвижения крови по более мелким сосудам. Сердечная же мышца в этот момент расслабляется - идет фаза диастолы.
Артериолы являются регуляторами давления в кровеносной системе и кровоснабжения тканей. Физические основы выполнения этих функций объясняются формулой Пуазейля. Согласно этой формуле, при течении жидкости по трубке, ее расход Q (т.е. объем, протекающий через сечение в единицу времени) равен:
Q=πR4/8η*P1-P2/L, где R - радиус трубки; P1-P2 - давление на концах участка трубки длиной L; η - вязкость жидкости. Главное в формуле Пуазейля - это сильнейшая прямая зависимость расхода жидкости (Q) от радиуса трубы (R) - в четвертой степени. Поэтому даже малое изменение диаметра артериол значительно влияет на объем кровотока - при заданной разности давлений (P1-P2). Эту формулу можно записать и по-другому: P1-P2=8ηLQ/ πR4. Из этого вида формулы Пуазейля следует также сильная, но уже обратная зависимость между перепадом давления вдоль трубки (P1-P2) и ее радиусом (R) - при заданном расходе жидкости (Q). То есть при увеличении диаметра артериол будет значительно уменьшаться давление крови в кровеносном русле.
Капилляры - конечное звено системы кровообращения, обеспечивающее обмен веществ между кровью и тканями организма. Физической основой выполнения этой функции является диффузия, посредством которой и происходит обмен веществ через стенки капилляров. Количество вещества, переносимого при этой диффузии, прямо пропорционально площади стенок капилляров. Площадь же эта просто огромна: у взрослого человека она достигает 1000 м2. Причиной этого является чрезвычайная разветвленность сети капилляров. Если взять кусочек аорты длиной 1 см и диаметром 1 см, то у него объем будет около 0,75 см3, а площадь стенки около трех квадратных сантиметров. Если же этот кусочек заменить пачкой капилляров с тем же полным объемом, той же длиной и диаметром 10 мкм каждый, то площадь стенок этих капилляров будет составлять уже около трех квадратных метров. Вторая причина улучшения условий обмена веществ между кровью и тканью состоит в том, что капилляры в совокупности имеют площадь поперечного сечения, большую, чем у аорты, примерно в 1000раз. При этом скорость течения крови в капиллярах меньше во столько же раз - соответственно увеличивается время на диффузию.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.