за счет чего движется кровь по венам
Физиология венозного оттока
При нормальном функционировании системы кровоснабжения процесс оттока крови из области нижних конечностей обеспечивается тремя взаимосвязанными системами, которые четко взаимодействуют между собой. В эту систему входят поверхностные и глубоки вены, а также коммуникантные вены, которые соединяют их между собой.
Отток 85-90% венозной крови проходит по глубокой венозной системе. Около 10-15% от общего объема кровотока осуществляется за счет поверхностных вен. Кровь собирается из надфасциальных тканей подкожными венами, а затем по большому количеству перфорантных вен она идет в глубокие магистрали. Проталкивающие силы:
Венозный тонус, который является активным компонентом. Различается собственный тонус, который возникает из-за возникшей спонтанно деполяризации гладкомышечных клеток, и тонус, который возникает под воздействием симпатических влияний.
Систоло-диастолическое движение прилежащих артерий.
Активность мышечно-венозной помпы. Когда человек находится в вертикальном положении, то скелетная мускулатура испытывает мышечное напряжение. В данном случае внутримышечное давление увеличивается на 50-60 мм. рт.ст. Такое давление ограничивает степень растяжения вен, и предотвращает ортостатических нарушения.
В состав мышечной помпы нижних конечностей входит система функциональных единиц, которые работают как последовательно, так и параллельно. В каждую из этих единиц включены отдельные миофасциальные образования, часть глубокой вены, имеющая клапаны и посредством коммуникантной вены связанная с соответствующим ей сегментом поверхностной вены. Когда мышцы находятся в расслабленном состоянии, клапаны открыты, и не мешают образованию между сердцем и стопой гидростатического столба. При этом как в глубоких, так и в поверхностных венах нижних конечностей давление на одном уровне является одинаковым. Из-за сокращения мышц возникает механическая компрессия, в результате которой и в глубоких, и в поверхностных венах интрамуральное давление увеличивается, а из-за клапанов возникает центрипетальное продвижение крови. Когда мышцы расслабляются, то уровень интрамурального давления в венах снижается. На определенной стадии расслабления уровень давления в глубокой вене снижается больше, чем в поверхностной вене, из-за чего кровь в эту часть глубокой вены начинает поступать не только из сегмента, который расположен немного ниже, но и из поверхностных вен с помощью коммуникантных вен.
Мышечно-венозная помпа по своему месту нахождения подразделяется на следующие виды: помпа стопы, помпа голени, помпа бедра, помпа брюшной стенки. Когда человек ходит, то мышцы голени, которые покрыты плотной фасцией, принимают на себя основную работу. При сокращении икроножной мышцы среднее давление в ней доходит до 70-100 мм рт.ст. в случае максимального напряжения икроножной мышцы давление может достичь 200 мм рт.ст. У мышц бедра плотное фасциальное покрытие отсутствует, поэтому во время сокращения, давление в них увеличивается до 20-30 мм рт.ст. Особенность плантарной помпы заключается в следующем: отток крови происходит не только из-за того, что сокращаются мышцы стопы, имеющие относительно небольшую массу, но из-за воздействия всего веса тела.
Мышечно-венозная помпа голени предназначена для поддержания нужного уровня венозного возврата к сердцу. Это можно показать на следующем примере. Во время испытаний в центрифуге в результате резкого увеличения силы тяжести от головы к ногам может снизиться острота зрения или произойти затемнение или даже потеря сознания. Данных явлений можно избежать, если испытуемый будет энергично работать ногами, например, перемещать тяжесть тела с одной ноги на другую, не отрывая их от опоры. Даже небольшая по объему работа ногами приводит к восстановлению сердечного выброса и увеличению кровотока в легких до тех показателей, которые можно наблюдать тогда, когда тело находится в горизонтальном положении.
Работа сердца. В тот момент, когда кровь изгоняется из сердца, происходит сдвигание вниз желудочков и атриовентрикулярных перегородок, тем самым приводя к увеличению емкости правого предсердия. В результате этого в нем быстро снижается давление и резко увеличивается приток крови из полых вен, который обусловлен возросшим градиентом давления. Проявление присасывающего действия желудочков тем меньше, чем дальше от сердца расположена та или иная область человеческого организма. Так, например, изменение венозного давления, связанного с сокращениями сердечной мышцы, не было обнаружено в брюшной полости ни в вертикальном, ни в горизонтальном положении тела. Присасывающая сила сердца перестает оказывать воздействие на уровень давления в нижней полой вене сразу под диафрагмой.
2.3. Физиология венозного оттока из нижних конечностей
Венозная система человека находится под постоянным влиянием гравитационного поля Земли. В горизонтальном положении тела человека вектор силы тяжести направлен практически перпендикулярно оси конечности и её магистральных вен, что нивелирует его действие на флебогемодинамику. При вертикальном положении человека, вектор силы тяжести становится направленным против тока крови. Давление крови, возникающее при сокращении левого желудочка сердца, в большей мере расходуется на прохождение артериального и капиллярного русла, и лишь небольшая его часть передается венозной крови.
Следует условно говорить о центральных и периферических механизмах венозного возврата. К центральным механизмам можно отнести деятельность сердца, легких и диафрагмы, функционирующих в тесном взаимодействии. К периферическим механизмам – реактивность и состояние венозных сосудов, тонус окружающих тканей, деятельность мышечного насоса и мышечно-венозной помпы.
Возросшее венозное давление в неподвижном ортостазе создает препятствия для оттока крови. Устранить это препятствие возможно только путем воздействия, приложенного к венозной системе извне. На уровне капилляров для этого существует так называемый мышечный насос, описанный в трудах В.Т.Назарова (1986) и Н.И.Аринчина (1988). Суть его работы можно наглядно представить следующим образом: неподвижно закрепим отдельно взятую мышцу за сухожилия на противоположных её концах. Затем следует растянуть её за сухожилия в разные стороны. Поскольку сухожильные волокна вплетаются в мышечные, нагрузка будет почти равномерно распределена на всю мышцу. При сокращении мышечные волокна сдавят находящиеся в ней капилляры и другие мелкие сосуды. При этом кровь выдавится из мышцы по направлению к отводящей вене. Теперь отпустим сухожилия, и мышца, благодаря своей эластичности, приобретет первоначальную форму. Внутри её сосудов образуется вакуум, благодаря чему они моментально заполнятся кровью. Причем, обратный ток крови из вен будет затруднён, за счет наличия в них клапанов. Поэтому мышца будет заполняться кровью из артериального конца. Если начать ритмично производить растягиваниерасслабление данной мышцы, то она будет работать как насос, перекачивая кровь от артериального конца к венозному. В экспериментах показано, что скелетная мышца представляет собой весьма мощный насос и способна создавать «на выходе» давление в 200 и более мм. рт. ст.. При этом насосная функция мышц возникает не только при ритмических сокращениях, но и при статическом напряжении. Поскольку мышечный аппарат неподвижно стоящего человека находится в постоянном тоническом напряжении, а для удержания равновесия человек производит непроизвольные малозаметные движения, можно считать, что этот механизм ответственен за длительную по времени компенсацию оттока крови в неподвижном ортостазе. Однако обеспечить полную компенсацию венозного оттока в длительном неподвижном ортостазе он не в состоянии. Для обеспечения нормальной перфузии тканей необходимо, чтобы давление в венозном конце русла стало ниже существующего на артериальном конце – т.е. ниже 35 мм. рт. ст.. Для этого необходимо включение в работу так называемой мышечной венозной помпы. При переходе к ходьбе эти механизмы совместно обеспечивают быстрое снижение давления венозной крови у лодыжки с 85 до 25 мм. рт. ст. и перекачивает порядка 75% крови от нижних конечностей. Действие мышечной венозной помпы похоже на работу описанного мышечного насоса. Различие заключается в размерах сосудов, сдавливаемых мышечными волокнами. Если в первом случае речь идёт преимущественно о мелких сосудах, то во втором случае мышечный массив икроножной, камбаловидной и длинной малоберцовой мышц сдавливают венозные синусы. Последние представляют собой своего рода «мешки» веретенообразной формы, заполняемые венозной кровью. Средний объём всех венозных синусов голени составляет 45 см3. При мышечном сокращении объемы крови, содержащиеся в них, получают ускорение и выбрасываются в бассейн подколенной вены. При мышечном расслаблении венозные клапаны не дают синусам заполняться кровью из вышележащих отделов. Кроме мышечной венозной помпы голени выделяют венозную помпу стопы, которая вносит определённый вклад в обеспечении оттока крови по венам нижних конечностей.
Учитывая, что непременной составной частью мышечной венозной помпы является фасциальный футляр, мы решили установить, является ли фасциальный футляр подкожных вен, в частности БПВ, составной частью механизма оттока по этим венам. Исследовав при помощи ультразвукового ангиосканирования нижних конечностей 28 человек (54 конечности), в положении стоя и при имитации ходьбы, была выявлена зависимость между диаметром БПВ и степенью натяжения поверхностной фасции. При попеременном натяжении и расслаблении фасциального футляра, окружающего БПВ, кровь из сегмента вены вытесняется по направлению к сафено-феморальному соустью. Таким образом, была выявлена активная гемодинамическая функция фасциального футляра БПВ. Обнаруженный механизм был назван «поверхностной венозной помпой».
В работе описанных механизмов существенную роль играют венозные клапаны. Изучить биомеханику их работы удалось лишь совсем недавно, с появлением ультразвукового оборудования с возможностью прямой визуализации движения крови без использования эффекта Допплера (режим B-flow). Исследования американского ученого F.Lurie (2003) показали, что в работе венозных клапанов существует цикл из четырех фаз. На продольном срезе венозные клапаны похожи на воронку, обращенную суженой частью по направлению к сердцу. Эта суженная часть представляет собой створки с тончайшими вуалеобразными выростами, которые колеблются внутри сосуда подобно полотнищу на ветру. Они крайне чувствительны к давлению, создаваемому вокруг. При придании потоку крови ускорения (за счет любых механизмов), створки клапанов расходятся в стороны и между ними (за счет меньшей площади просвета) возникает струя крови, движущейся с высокой скоростью (фаза открытия). Створки клапанов расходятся до определенного расстояния, пока за ними не возникнет вихреобразный поток, который начинает «кружить» в клапанном синусе. Этот вихревой поток создает давление на створки, заставляя их двигаться навстречу друг другу (т.е. закрываться). Пока давление на створки со стороны просвета сосуда и со стороны клапанного синуса динамически друг друга уравновешивают, створки клапана остаются открытыми (равновесная фаза). Но постепенно ускорение исчезает, а с ним падает и скорость движение крови. Давление на створки со стороны клапанных синусов становится больше (фаза закрытия). Клапан закрывается, пока кровь не получит следующий импульс (фаза закрытого клапана).
Существует взгляд (Швальб П.Г., 2009), что наиболее важным для обеспечения адекватного венозного оттока в ортостазе является величина так называемого венозного сопротивления. Введение понятия венозного сопротивления позволяет с иных позиций рассмотреть некоторые вопросы патогенеза ХВН. В частности, это понятие позволяет интегрально соединить два таких, казалось бы, противоположных явления, как увеличение площади венозного русла при варикозной болезни и уменьшение его при посттромботической болезни, и создать единую гемодинамическую концепцию развития ХВН.
Тем не менее ни у кого не вызывает сомнения, что обеспечить адекватный отток крови от нижних конечностей в вертикальном положении возможно только за счет механизмов, действующих во время движения конечностями, придающих ускорение потоку крови. Как изменяются эти механизмы при нарушениях венозного кровотока в различных отделах венозной системы — остается пока недостаточно изученным.
Венозное давление
Секрет нашего кровообращения
Уменьшение венозного давления
Воздействие сердца на периферическое кровообращение (возвратное действие)
Это давление обеспечивает возврат крови к сердцу. Присасывающее действие сердца вступает в действие только в последнем венозном сегменте, то есть незадолго до того, как верхняя полая вена впадает в правое предсердие. Это присасывающее действие происходит во время фазы выброса и формируется движениями клапанов в сердце.
Присасывающее действие, вызванное дыханием
Давление в грудной полости отрицательное (частичный вакуум). При вдохе это отрицательное давление увеличивается, и в то же время внутрибрюшное давление повышается при движении диафрагмы вниз. Это приводит к закрытию венозных клапанов в бедренной вене.
Это явление, называемое принципом Вальсальвы, используется при диагностическом исследовании вен как первый функциональный тест венозных клапанов. Венозное давление снижается от брюшной полости до грудной клетки, вызывая присасывающее действие в грудных венах.
Когда мы выдыхаем, клапаны снова открываются как реакция на снижение внутрибрюшного давления. В результате, тазовые вены и нижняя полая вена снова наполняются кровью, которая затем движется дальше в направлении сердца. Этот, так называемый, абдоминально-грудной двухфазный насос стимулируется сердечной деятельностью.
Венозный тонус
Кровь в венах оказывает давление на венозную стенку. Это создает напряжение венозной стенки, которое гарантирует, что венозное давление больше не будет увеличиваться. Венозное давление и объем венозной крови тесно связаны.
Мышечная помпа
Глубокие вены расположены между мышц. Из-за этого каждое сокращение мышц сдавливает вены и проталкивает столб крови в направлении сердца. Когда мышцы расслабляются, венозные клапаны предотвращают обратный ток крови по направлению к капиллярам.
Нарушения
При каждом сокращении мышц в направлении сердца транспортируется только определенное количество крови. В связи с этим важнейшую роль играют икроножные мышцы. также эффективно работающие венозные клапаны необходимы для эффективного «дренажа» крови.
В целом, следует помнить, что движение крови по венам пассивное и зависит от взаимодействия нескольких факторов. Если хотя бы один из них нарушен, например, «опустошение» вен при сокращении и расслаблении мышц голени, могут развиться нарушения венозного кровообращения. Это может, в свою очередь, вызвать тромбозы или даже тромбоэмболию.
Тело человека
Как происходит отток крови к сердцу
Советы по продукции
Идеальное компрессионное изделие
Здоровый образ жизни
Здоровые вены для красивых ног
Тел. +7 495 374-04-56
info@medirus.ru
medi RUS LLC
г. Москва, ул. Бутлерова 17
ООО МЕДИ РУС. Все права защищены.
К применению и использованию некоторых изделий имеются противопоказания. Необходимо ознакомиться с инструкцией или получить консультацию специалиста.
2.2. Механизмы венозного возврата по системе нижней полой вены.
Венозный возврат в вертикальном положении.
Переход человека в вертикальное положение сопровождается падением ударного объема падает на 40-50 %, сердечного выброса – на 30 %, частота сердечных сокращений увеличивается на 10-20 ударов в минуту. Причиной этих изменений является перераспределение объема крови из интраторакального сосудистого ложа в нижние конечности. При этом количество крови в сердце и легочном круге падает примерно до 25 % (Heyman F., Strid K., 1994).
Perko G. et al. (1995) c помощью электрического импеданса определяли изменения объемов жидкостей тела человека в различных его положениях. Увеличение электрического импеданса на уровне груди и уменьшение на уровне нижних конечностей при вставании соответствует перемещению около 80 % крови из внутригрудного вместилища в нижние конечности. Точка индифферентности сосудистого объема располагалась между пупком и гребнем подвздошной кости и была независима от активации мышечно-венозной помпы.
Исследования Vanhoutte P.M. (1991) позволили определить, что при вставании появляется большой гидростатический градиент. В брюшной полости увеличение венозного гидростатического давления выравнивается увеличенным тканевым давлением, создаваемым висцеральной оболочкой брюшины. Висцеральные вены располагаются в идеальной позиции для модуляции сосудистой емкости. В конечностях артериальное и венозное давления увеличиваются одинаково при гидростатической нагрузке, так как в движущей силе кровотока изменений не происходит.
Повышение давления в венах нижних конечностей имеет два следствия. Одним из них является увеличение капиллярного давления, вызывающее повышенную фильтрацию, другим – скопление крови в венозном русле. Аккумуляция крови в венах нижних конечностей ограничивается механическими свойствами венозной стенки и при помощи клапанов, которые, по мнению автора, «подразбивают» столб крови на сегменты. Давление внутри таких сегментов меньше, чем, если бы не было клапанов. В результате повышения венозного давления в нижних конечностях аккумулируется дополнительно несколько сот мл крови.
Механизмы компенсации венозного возврата в условиях ортостаза были изучены при пассивном наклоне с переходом в вертикальное положение. Венозное кровообращение регистрировалось с помощью эходопплерокардиографии у 30 здоровых добровольцев в 4 положениях: в лежачем на спине, и при 20, 40, 60 градусах вертикального наклона (Guazzi M. et al. 1995). В указанных уровнях наклона часть исследуемых (20 человек) находилась по 10 минут, другая (10 человек) – по 45 минут. При 20 градусах наклона частота сердечных сокращений, артериальное давление, конечно-диастолический и ударный объемы были устойчивы. Однако диастолическая площадь правого желудочка была уменьшена на 18 %, пиковые трансмитральные и транстрикуспидальные Е скорости правого и левого желудочков были снижены на 14% и 17%, соответственно, и Е/А скоростное пиковое отношение желудочков уменьшилось на 6% и 13%, соответственно. Различие в предсердно-желудочковом давлении было снижено с обеих сторон, апредсердный вклад в желудочковое заполнение сохранялся. Полученные результаты при 20 градусах вертикального наклона могут быть объяснены с позиции диастолической желудочковой взаимозависимости: правопредсердное давление и правожелудочковый объем уменьшаются в ответ на уменьшенный венозный возврат; уменьшение объема правого желудочка будет увеличивать левожелудочковую диастолическую растяжимость и уменьшать левопредсердное давление, облегчая в действительности заполнение желудочка. Сразу после наклона, легочный бассейн крови поддерживает левожелудочковое заполнение и выброс, что компенсирует немедленное уменьшение в правожелудочковом ударном объеме, благодаря чему сохраняется нормальный ударный объем правого желудочка, несмотря на сниженную преднагрузку. Таким образом, нормальное сердце способно к компенсации небольшого или умеренного уменьшения венозного возврата, главным образом, за счет гемодинамического урегулирования в сердце и легких. При более значительных уровнях ограничения венозного возврата (при 40% и 60% вертикального наклона) это урегулирование было недостаточно, и уменьшение ударного объема частично компенсировалось увеличением частоты сердечных сокращений без инотропного эффекта. Адаптивные ответы при тех же уровнях наклона при продолжительности 45 минут не становились истощенными у нормальных людей, и были сопоставимы с таковыми для 10 минутной продолжительности.
ВЕНОЗНЫЙ ВОЗВРАТ ПРИ ДВИЖЕНИИ
При движении во время езды на велосипеде объем крови в нижних конечностях уменьшается приблизительно на 30 %, в то время как конечно-диастолический объем сердца увеличивается на 10 %, легочный объем крови – на 20 %. При повышении нагрузки объем крови в нижних конечностях уменьшается еще больше (до 23 %), снижается объем крови в брюшной полости, особенно в селезенке (около 50 %), почках (около 25 %), печени (около 20 %), а легочный объем крови продолжал увеличиваться (до 50 %) (Flamm S.D., Taki J., Moore R. et al., 1990) Эти исследования показали, что нагрузка в вертикальном положении приводит к перераспределению крови от нижних конечностей и брюшных органов к сердцу и легким отчетливо коррелируя в динамическом процессе с потреблением кислорода. На основании полученных данных можно утверждать, что в этих условиях легкие могут действовать как гемодинамический буфер в течение периодов остро увеличенного венозного возврата.
При нагрузке сердце получает повышенный приток крови в результате действия, главным образом, мышечных насосов нижних конечностей и других групп мышц верхних конечностей, груди и живота (Linden R.J., 1995). Показатели гемодинамики при физической нагрузке изменяются следующим образом: частота сердечных сокращений увеличивается в 2,5 раза по сравнению с покоем, сердечный выброс увеличивается 5-6 раз, но ударный объем максимально повышается только вдвое. Прирост ударного объема возникает как из-за увеличения конечно-диастолического объема, который, в свою очередь может повышаться не более чем на 50 %, так и за счет снижения конечно-систолического объема также не более чем на 50 %. Ограничение увеличения размеров сердца и объемов его полостей является функционально выгодным и поддерживается 3-мя механизмами: закон Франка-Старлинга, повышенная активность симпатических нервов, увеличение частоты сердечных сокращений. В соответствии с законом Франка-Старлинга, повышенный приток крови к сердцу увеличивает конечно-диастолическое давление и объем желудочка, что растягивает мышечные волокна и приводит к повышенной силе сокращения и увеличению ударного объема. Увеличение активности влияния симпатических нервов на сердечную мышцу приводит к уменьшению конечно-систолического объема и увеличению ударного объема сердца. Наиболее важным механизмом, контролирующим размеры сердца при увеличении венозного возврата, является изменение частоты сердечных сокращений. Этот механизм связан с возникновением сердечного рефлекса с участием предсердных рецепторов. Предсердные рецепторы располагаются в субэндокардиальном слое на уровне соединений верхней и нижней полых вен и правого предсердия, легочных вен и левого предсердия. Они оказываются чувствительны к изменениям размеров и давления в полости предсердий. Афферентным путем рефлекса являются блуждающие нервы, эфферентным – симпатические нервы сердца. Повышенный приток крови повышает давление в предсердиях, что увеличивает импульсацию предсердных рецепторов и заканчивается увеличением частоты сердечных сокращений. Увеличение частоты сердечных сокращений уменьшает время заполнения и поддерживает конечно-диастолический объем на относительно постоянном уровне, несмотря на повышение венозного возврата.
При движении в вертикальном положении начинает работать мышечно-венозная помпа голени. Этот насос работает следующим образом: во время мышечной систолы опорожняются мышечные вены, кровь из синусов выбрасывается в глубокие венозные магистрали, резко повышая в них объемную скорость кровотока. Дистальные клапаны в глубоких и коммуникантных венах вследствие возникающего гидростатического градиента закрываются, препятствуя возникновению ретроградного кровотока. В поверхностных венах происходит кратковременный стаз с повышением давления. Во время расслабления мышц венозная кровь поступает в синусы из мышечных вен, и, через арочные вены, из магистральных вен.
Нормально функционирующая мышечно-венозная помпа способна поддерживать венозный отток от нижних конечностей соответственно артериальному притоку при нагрузке, без дополнительного расширения вен нижних конечностей, довольно значимо снижая венозное давление стопы. Помимо снижения венозного давления важными механизмами работы помпы является снижение капиллярного давления, освобождение объемов крови, дополнительно скопившейся при переходе в вертикальное положение.
В исследованиях Alimi Y.S., Barthelemy P., Juhan C. (1994) представлены данные о нормальных взаимоотношениях давления в трех вместилищах мышечно-венозной помпы (поверхностном и глубоком; задних и переднем большеберцовом) и венозного давления в большой подкожной (БПВ) и подколенной (ПВ) венах в различных положениях тела при работе насоса. В покое в положении сидя и, особенно, стоя происходит повышение венозного давления только в БПВ и ПВ в результате гидростатической силы венозного столба крови без повышения давления в мышечных вместилищах, клапаны которых способны противодействовать этому воздействию. В положении на корточках давление в мышечных вместилищах значительно повышается и вызывает дополнительное повышение венозного давления в ПВ, хотя давление в БПВ незначительно падает. Во время приема Valsalva клапанная протекция мышечных вместилищ оказывается несостоятельной, что приводит к повышению давлений в заднем глубоком и переднем большеберцовом вместилищах. При этом важно отметить, что венозное давление в БПВ и ПВ во время приема Valsalva растет только тогда, когда тело полностью выпрямлено как в положении лежа или стоя. В положении на корточках такого дополнительного повышения за счет приема Valsalva не происходит вследствие, по всей вероятности, компрессии бедренной вены паховой связкой. В течение сгибания стопы действие мышечно-венозной помпы происходит, главным образом, благодаря сокращению переднего большеберцового вместилища, а разгибание – глубокого заднего вместилища. Большого значения действие поверхностного заднего вместилища не имеет. В течение каждого движения значительное повышение давления происходило в одном из вместилищ и вызывало повышение венозных давлений БПВ и ПВ. При этом давление в ПВ изменялось незначительно, демонстрируя хороший венозный отток в случае действия нормально функционирующей мышечно-венозной помпы. Давление в БПВ в течение сгибания стопы повышалось значительнее, чем при разгибании. Поэтому, создается впечатление, что мышечная активность имеет влияния главным образом на вариации давления в поверхностной венозной системе.
Таким образом, можно говорить о центральных и периферических механизмах венозного возврата. К центральным механизмам можно отнести деятельность сердца, легких и диафрагмы, функционирующих в тесном взаимодействии. К периферическим механизмам – реактивность и состояние венозных сосудов, тонус окружающих тканей и деятельность мышечно-венозной помпы.