血流量、血流阻力和血压
血液在心血管系统内流动的力学称为血流动力学。血流动力学研究的基本问题是血流量、血流阻力和血压,以及它们之间的关系。
1.血流量单位时间内流过血管某一横切面的血量,称为血流量(bloodflow),也称容积速度。单位时间内流经某器官的血量,称为该器官血流量。血流量单位通常以mL/min或L/min表示。按照流体力学理论,液体在某段管道中的流量(Q)与该段管道两端的压力差(P1-P2,ΔP)成正比,与管道对液体的阻力(R)成反比。可以用以下公式表示:
Q=(P1-P2)/R=ΔP/R
在封闭的管道系统中每一截面的流量是相等的。因此,血管中各个截面的血流量都应当相等,即等于心输出量。以体循环为例,上式中的Q就是心输出量,R为血流阻力,ΔP为主动脉压与右心房压之差。由于右心房压接近于零,ΔP接近于主动脉压(PA),因此上式可写成
Q=PA/R
对于某个器官来讲,其血流量则取决于灌注该器官的动、静脉压之差(ΔP)和该器官内的血流阻力(R)。正常情况下,静脉血压很低,供应各器官的动脉血压基本相等,故决定器官血流量的主要因素是器官内的血流阻力。
2.血流速度是指血液在血管内流动的直线速度,即单位时间内,一个质点在血流中前进的距离。血流速度与血流量成正比,与血管的横截面积成反比。主动脉总的横截面积最小,毛细血管总横截面积最大,因此主动脉内的血流速度最快,毛细血管内的血流速度最慢(图4-11)。(https://www.daowen.com)
3. 血流阻力 血液在血管中流动时所遇到的阻力, 称为血流阻力(resistance ofblood flow)。血流阻力与血管的长度(L) 和血液的黏滞性(η) 成正比, 与血管半径(r) 的4 次方成反比。三者关系可用下式表示:
R=8ηL/πr4
在生理情况下,血管长度和血液黏滞性很少有变化,血流阻力主要取决于血管口径。如某种因素使血管口径发生微小变化,即可引起血流阻力非常显著的变化。
小动脉和微动脉的管径小,因而是产生血流阻力的主要部位。以心脏和大血管为循环系统的中心,把来自小动脉和微动脉的血流阻力统称为外周阻力(peripheralresist⁃ance)。
4.血压流动在血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,称为血压(bloodpres⁃sure,BP)。血压的计量单位用水银柱的高度即毫米汞柱(mmHg)或千帕(kPa)来表示(1mmHg=0.133kPa)。
在循环系统中,各类血管的血压均不相同。在体循环和肺循环中,各类血管中的血压具有如下几个特点:①整个血管系统存在着压力差,即动脉血压>毛细血管血压>静脉血压,这个压力差是推动血液流动的基本动力。②动脉血压在心动周期中呈周期性波动,心缩期血压上升,心舒期血压下降。③血液从大动脉流向心房的过程中,由于克服血流阻力而不断消耗能量,其中流经小动脉和微动脉时的血压降落幅度最大,到腔静脉时血压已接近于零。