В золотом р ежиме гипертензии

Рассмотрим сопряжение «противоположностей» транспортного и обменного участков докапиллярного русла сердца млекопитающих.

«Противоположности» этих участка гемососудистого русла обусловлены прежде всего особенностями ветвления сердечных сосудов. На всем протяжении этого русла каждый сосуд разветвляется на две ветви; при этом образуется так называемый «тройник». На транспортном участке (d>100 мкм) сосуды эластического и мышечного типа разделяются на две несимметричных ветви. На «обменном» участке (7<d<100 мкм) сосуды, напротив, разветвляются на две приблизительно симметричные ветви [49]. Каждый тройник состоит из ствола с диаметром d_С и длиной l_С и двух ветвей с диаметрами d₁, d₂ и длинами l₁, l₂. Особенности архитектоники тройников в золотом режиме гипертензии (покое) можно представить тремя коэффициентами [216]:

1) коэффициент ветвления k(b_ЗС)

k( b _ЗС) = [ d ₁( b _ЗС)² + d ₂( b _ЗС)²]/ d _С( b _ЗС)²,

2) коэффициенты относительного сечения ветвей H₁(b_ЗС) и H₂(b_ЗС)

H ₁( b _ЗС) = d ₁( b _ЗС)²/[ d ₁( b _ЗС)² + d ₂( b _ЗС)²],

H ₂( b _ЗС) = d ₂( b _ЗС)²/[ d ₁( b _ЗС)² + d ₂( b _ЗС)²],

Из этих соотношений следует [193]:

d ₁( b _ЗС) = d _С( b _ЗС),                              (2.57))

d ₂( b _ЗС) = d _С( b _ЗС).                             (2.58)

Установлено [216], что для сердечных сосудов величина k(b_ЗС) находится в пределах энергооптимального диапазона 1<k(b_ЗС)£1,26 («режим минимальной работы»). В этих пределах энергооптимальному сопряжению диаметров ствола и ветвей соответствует соотношение «кубов» [131]:

d ₁( b _ЗС)³+ d ₂( b _ЗС)³= d _С( b _ЗС)³.                               (2.59)

Соотношение (2.59) означает, что суммарный расход энергии, потраченной в каждом сосуде тройника на движение и биохимические процессы в крови, равен минимальной величине.

Отметим важное обстоятельство: эластические и мышечные тройники асимметричны (диаметры и длины ветвей неодинаковы). В этом феномене состоит важная особенность конструкции всего транспортного участка. Асимметрия тройников связана с тем, что удельное потребление кислорода в отдельных регионах сердца неодинаково (левый и правый желудочки, эндокард и эпикард и т. д.). Поэтому в различных областях сердечной мышцы плотность сосудистой сети неодинакова и соответствует уровню потребления кислорода. Этим обстоятельством и объясняется асимметричность эластических и

Рис. 2.5. Сосудистый тройник.

d_с ( b _ЗС ), d ₁ ( b _ЗС ), d ₂ ( b _ЗС ), l _с ( b _ЗС ), l ₁ ( b _ЗС ), l ₂ ( b _ЗС )

- соответственно диаметр и длина ствола,

1 и 2 ветвей в золотом режиме гипертензии

мышечных тройников: одна из ветвей имеет больший диаметр, чем вторая. кроме того, толстая ветвь с большим диаметром имеет меньшую длину, чем тонкая (см. рис. 2.5). Следует заметить, чем ближе разветвления к аорте, тем больше их асимметрия. С другой стороны, разветвления приобретают все менее выраженную асимметрию по мере приближения к микрососудам. Длины ветвей и ствола тройника не связаны между собою выражениями типа (2.57)–(2.59). Неравенство длин имеет большое «кислородное» значение. Для адекватного кислородного обеспечения сердечной мышцы каждый из эритроцитов, одновременно поступивших из аорты в исходное сечение первой коронарной артерии, должен достигнуть «своего» первого обменного микрососуда в один и тот же момент времени. В противном случае, если синхронизация вхождения будет нарушена, исходная порция эритроцитов будет «расплываться». Выравнивание по времени происходит следующим образом. Естественно, первая, «толстая», ветвь первого асимметричного эластического тройника при дальнейшем ветвлении до микрососуда с d(b_ЗС) » 100 мкм в соответствии с (2.57), имеет большее число ветвлений, чем вторая, «тонкая» (2.58). Для того чтобы обеспечить, в конечном счете, одинаковое давление на входе всех микрососудов падение давления на «тонкой» ветви каждого домикрососудистого тройника должно быть больше, чем на «толстой» ветви. Этого состояния при сохранении величины кровотока через тонкий сосуд можно достигнуть только за счет удлинения «тонкой» ветви по сравнению с «толстой». Легко показать, что при этом время нахождения эритроцитов в «тонких» ветвях возрастает в той же степени, что и давление. Таким образом, «подбор» длины «толстых» и «тонких» ветвей в тройниках позволяет обеспечить в итоге не только одинаковое давление на входе микрососудов, но также и одинаковое время пребывания в пути всех эритроцитов исходного объема. В дальнейшем в симметричных ветвях обменных тройников (l₁(b_ЗС)=l₂(b_ЗС)) происходит синхронное движение «исходных» эритроцитов. На всех микрососудах создается одинаковая разность давлений [203]. При этом обеспечивается одинаковое время пребывания эритроцитов во всех сосудов данной генерации. Аналогия давлений и времени пребывания эритроцитов в каждой генерации обменных сосудов обеспечивает одинаковое «качество» кислорода, поступающего в кардиомиоциты по всему объему сердечной мышцы (см. раздел 3.4.3). Добавим к этому, давление на артериальном конце капилляров не должно превышать критическую величину 35 мм рт. ст., выше которой начинается отек тканей.

В заключение можно сказать, «противоположные» типы ветвления (асимметрия и симметрия) в эластических, мышечных и обменных тройниках создают гибкую структуру, которая позволяет обеспечить энергооптимальный транспорт адекватного объема кислорода в различные по уровню потребления области сердца. «Асимметричный» и «симметричный» типы ветвления создают оптимальную гармонию «противоположностей», которая обеспечивает адекватное кислородное снабжение по «качеству» и «количеству» по всему объему миокарда.