Обменные тройники в золотом и других режимах гипертензии

Рассмотрим особенности архитектоники обменных тройников. Теоретически показано и экспериментально подтверждено [216], что сердечные тройники имеют энергооптимальную конструкцию (1<k≤1,26). В обменных сердечных тройниках ветвления терминальных артериол приблизительно симметричны [49, 216]. Ветви каждого обменного тройника приблизительно одинаковы по длине и диаметру; при этом k(b_ЗС)»1,26, H₁(b_ЗС)»H₂(b_ЗС)=0,5. С учетом перечисленных особенностей и того, что эритроциты в микрососуды поступают при приблизительно одинаковом давлении, следует сделать вывод об одинаковости гемодинамических параметров для сосудов «одноименной» генерации. При сопоставлении экспериментальных зависимостей x = f(d) [242] и коэффициента конструкции сосуда С=j(d, l) для сердца [216, 193] нами установлено обратно пропорциональные относительные изменения вязкости крови и длины обменных сосудов в каждой из ветвей по отношению к стволу. По мере уменьшения диаметра обменных артериол вплоть до капилляров коэффициент конструкции (l/d) и время пребывания эритроцитов в каждом из них постепенно возрастают вдвое, а вязкость крови, напротив, в этом диапазоне постепенно снижается приблизительно в 2 раза [193].

Пульсовые колебания стенки по мере снижения калибра коронарных сосудов быстро угасают [300, 224], а в микрососудах практически отсутствуют. Вследствие указанных особенностей можно считать диаметр и длину микрососудов, а также величины вязкости крови x(b_ЗС), давления ΔP(b_ЗС) и кровотока Q(b_ЗС), неизменными в течение всего сердечного цикла как в покое, так и при любом уровне гипертензии. Вследствие этого обстоятельства нет необходимости в раздельном анализе систолической и диастолической составляющих рассматриваемых параметров. В дальнейшем для анализа будут использованы значения, усредненные за сердечный цикл.

С учетом симметрии обменных тройников параметры ствола и ветвей соотносятся следующим образом [203]:

d ₁( b _ЗС)= d ₂( b _ЗС)=0,794d _С( b _ЗС),                               (3.10)

l ₁( b _ЗС)= l ₂( b _ЗС)= 0,794[С ₁( b _ЗС)/С _С( b _ЗС)]l _С( b _ЗС),                 (3.11)

ξ ₁( b _ЗС)=ξ ₂( b _ЗС)= [ C _C( b _ЗС)/ C₁( b _ЗСξ)] _C( b _ЗС),                     (3.12)

t ₁( b _ЗС)= t ₂( b _ЗС) = [С₁( b _ЗС)/С _С( b _ЗС)] t _C(ξ _ЗС),                     (3.13)

 

где d_С(b_ЗС), d₁(b_ЗС), d₂(b_ЗС), l_С(b_ЗС), l₁(b_ЗС), l₂(b_ЗС), ξ_C(ξ_ЗС), ξ₁(ξ_ЗС), ξ₂(ξ_ЗС), С_С(b_ЗС), С₁(b_ЗС), С₂(b_ЗС) – соответственно диаметр, длина, вязкость крови и время пребывания эритроцитов, коэффициент конструкции ствола, 1 и 2 ветвей в золотом режиме гипертензии.

Гемодинамические параметры ветвей по отношению к стволу с учетом (3.10-3.13):

q₁( b _ЗС) = q₂( b _ЗС)= 0,5 q _C( b _ЗС) ,

G₁( b _ЗС) = G₂( b _ЗС)= 0,5G _C( b _ЗС),

D P ₁( b _ЗС) = D P ₂( b _ЗС)= D P _C( b _ЗС) ,

 

где q_C(b_ЗС), q₁(b_ЗС), q₂(b_ЗС), G_С(b_ЗС), G₁(b_ЗС), G₂(b_ЗС), DP_С(b_ЗС), DP₁(b_ЗС), DP₂(b_ЗС) – соответственно кровоток, проводимость и давление ствола, 1 и 2 ветвей в золотом режиме гипертензии.

Исходя из расчетов, представленных в работе [203], на каждом обменном j-микрососуде DP_j(b_ЗС) = 3,5 мм рт. ст. Следовательно, в каждом обменном тройнике

D P ₁( b _ЗС) = D P ₂( b _ЗС)= D P _C( b _ЗС).                             (3.14)

 

Аналогия давлений имеет большое значение для движения крови; за счет этого феномена время пребывания эритроцитов в «одноименных» обменных сосудах одинаково.

Среднее давление в аорте P_i(b_ЗС) в зависимости от веса i-животного можно определить из следующего соотношения [284]:

 

P_i( b _ЗС )=1,47 10⁵ W_i^0,033,

 

где [P_i] ==дн/см², [W_i]= кг. Очевидно, что давление в аорте слабо зависит от веса животных: при изменении веса в 10⁵ раз давление увеличивается всего в 1,6 раз (см. Табл. 3, столбец 3). В то же время давление, приложенное к

 

    Таблица 3. Зависимость гемодинамических и архитектонических

          параметров сердца от веса млекопитающих [198]

 

W, кг	N	Pi(βЗС), мм рт. ст.	Qл(βЗС), мл с-1	d(βЗС) мкм	DPj(βЗС) мм рт. ст.
0,1	22,8	100	0,014	1035	3,62
1,0	25,4	108	0.087	1902	3,56
10	28,1	117	0,563	3543	3,54
100	30,8	126	3,64	6595	3,52
103	33,5	136	23,49	12270	3,52
104	36,2	146	151,6	22830	3.55
105	38,9	162	979,2	42250	3,59

Примечания. W – вес животного, N – количество докапиллярных ветвлений, P_i (β_ЗС) – среднее артериальное давление, Q _л (β_ЗС) – средний коронарный кровоток в левой коронарной артерии, d _л (β_ЗС) – средний диаметр левой коронарной артерии, ΔP_j (β_ЗС) – давление, приложенное к j –сосуду в золотом режиме гипертензии.

 

каждому сердечному сосуду млекопитающих, практически одинаково (см. Табл.3, столбец 6). Расчетная величина давления ΔP_j(β_ЗС)в таблице совпадает с величиной, полученной нами для микрососудов.

Установлено [84], что даже при значительной физической нагрузке прекапиллярные сосуды практически не удлиняются и не расширяются. Следовательно, для ствола обменного тройника при гипертензии d_С(b)=d_С(b_ЗС), l_С(b)=l_С(b_ЗС) и ξ_С(b)=ξ_С(b_ЗС). Как представлено в разделах 2.7.1 и 2.72, в золотом и других режимах гипертензии для обменных тройников имеют место те же соотношения между стволом и ветвями, что и для транспортных:

 

[ k( b) H ₁( b)]^3/2 + [ k( b) H ₂( b)]^3/2 = 1,                         (3.15)

W _М1( b)/ W _{X 1}( b) = W _{M 2}( b)/ W _{X 2}( b) = W _MC( b)/ W _XC( b) = 0,5.        (3.16)

 

Очевидно, что в пределах гипертензии от покоя до максимальной физической нагрузки во всех обменных тройниках отношения архитектонических и энергетических «противоположностей» неизменны. Эти отношения аналогичны таковым для транспортных тройников [196]. Полная аналогия указывает на то, что как на транспортном, так и на обменном участке, энергооптимальные отношения «противоположностей» в сосудах тройников независимо от уровня гипертензии аналогичны. Установленные инварианты (3.15) и (3.16) универсальны и являются общими для всех тройников докапиллярного русла. Таким образом, очевидна гармония оптимального вхождения «противоположностей» архитектонических, гемодинамических и биохимических параметров в систему «Обменный тройник» при любой гипертензии. Следует в связи с этим вспомнить предвидение выдающегося ученого 20 столетия А.Л. Чижевского (1897-1964): «Кровяное русло должно быть в высокой степени упорядочено геометрически, физически и химически» [208, с. 13].