Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Линейная скорость v отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной скорости кровотока Q, деленной на площадь сечения (S = πr²) кровеносного сосуда:

v = Q/S = Q/(πr²), (22.8)

где r — радиус сосуда; π — постоянная, равная 3,14.

Линейная скорость, вычисленная по этой формуле, есть средняя скорость. В действительности линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока (вдоль продольной оси сосуда) и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальная, а около стенки сосуда она минимальная в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.

В соответствии с законом неразрывности струи объемная скорость тока жидкости в системе из трубок разного диаметра (то есть в системе, подобной кровеносной) постоянна независимо от поперечного сечения трубки. Следовательно, для трех последовательных участков справедливо равенство:

Q = v₁S₁ = v₂S₂ = v₃S₃, (22.9)

где Q — объемная скорость кровотока; v₁, v₂, v₃ — линейные скорости последовательных участков сосуда; S₁, S₂, S₃ — площади сечения последовательных участков сосуда.

Таким образом, если через последовательно соединенные трубки протекает жидкость с постоянной объемной скоростью, линейная скорость движения жидкости в каждой трубке обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения.

Вязкость гомогенных (ньютоновских) жидкостей (например, воды, раствора электролитов, плазмы крови) постоянна. Кровь состоит из плазмы и форменных элементов и поэтому является гетерогенной (неньютоновской) жидкостью; вязкость ее варьирует в зависимости в основном от количества клеток и в меньшей степени от содержания белков в плазме. Кроме того, вязкость гетерогенных жидкостей зависит также от размеров (радиуса и длины) трубок, по которым они текут. У человека вязкость крови составляет 3–5, а плазмы — 1,9–2,3 относительных единиц (см. разд. 21.2.2). Следовательно, вязкость крови в значительной степени зависит от гематокрита, то есть от процентного содержания эритроцитов в крови.

Изменения гематокрита сказываются на периферическом сопротивлении, главным образом, крупных сосудов. Тяжелая полицитемия (увеличение количества эритроцитов разной степени зрелости) повышает периферическое сопротивление, увеличивая работу сердца. При анемии периферическое сопротивление понижено, отчасти за счет уменьшения вязкости. В крупных сосудах увеличение гематокрита вызывает ожидаемое повышение вязкости. Однако в сосудах диаметром менее 100 мкм, то есть в артериолах, капиллярах и венулах, изменения вязкости на единицу изменений гематокрита намного меньше, чем в больших сосудах.

В сосудах эритроциты стремятся расположиться в центре текущего потока крови. Следовательно, вдоль стенок сосудов движется кровь с низким гематокритом. Ответвления, отходящие от крупных сосудов под прямыми углами, могут получать непропорционально меньшее количество эритроцитов. Этим феноменом, называемым скольжением плазмы, можно объяснить, почему гематокрит капиллярной крови постоянно на 25% ниже, чем в остальных частях тела.