为什么毛细血管的血流阻力大吗小于微动脉

一、各类血管的功能特点

不论体循环或肺循环由心室射出的血液都流经由动脉、毛细血管和静脉相互串联构成的血管系统,再返回心房在体循环,供应各器官的血管楿互间又呈并联关系(图4-17)从生理功能上可将血管分为以下几类:

图4-17 体循环各器官血管并联关系示意图

指主动脉、肺动脉主干及其发出嘚最大的分支、这些血管的管壁坚厚,富含弹性纤维有明显的可扩张性和弹性。左心室射血时主动脉压升高,一方面推动动脉内的血液向前流动另一方面使主动脉扩张,容积增大因此,左心室射出的血液在射血期内只有一部分进入外周另一部分则被贮存在大动脉內。主动脉瓣关闭后被扩张的大动脉管壁发生弹性回缩,将在射血期多容纳的那部分血液继续向外周方向推动大动脉的这种功能称为彈性贮器作用。

2.分配血管 从弹性贮器血管以后到分支为小动脉前的动脉管道其功能是将血液输送至各器官,故称为分配血管

3.毛细血管前阻力血管 小动脉和微动脉的管径小,对血流的阻力大称为毛细血管前阻力血管。微动脉的管壁富含平滑肌后者的舒缩活动可使血管口径发生明显变化,从而改变对血流的阻力和所在器官、组织的血流量

4.毛细血管前括约肌 在真毛细血管的起始部常有平滑肌环绕,称为毛细血管前括肌(precapillary sphincter)它的收缩或舒张可控制毛细血管的关闭或开放,因此可决定某一时间内毛细血管开放的数量

5.交换血管 指真毛细血管。其管壁仅由单层内皮细胞构成外面有一薄层基膜,故通透性很高成为血管内血液和血管外组织液进行物质交换的场所。

6.毛细血管后阻力血管 指微静脉微静脉因管径小,对血流也产生一定的阻力它们的舒缩可影响毛细血管前阻力和毛细血管后阻力的比值,从而改变毛细血管压和体液在血管内和组织间隙内的分配情况

7.容量血管 静脉和相应的动脉比较,数量较多口径较粗,管壁较薄故其容量较大,而且可扩张性较大即较小的压力变化就可使容积发生较大的变化。在安静状态下循环血量的60%-70%容纳在静脉中。静脉的口徑发生较小变化时静脉内容纳的血量就可发生很大的变化,而压力的变化较小因此,静脉在血管系统中起着血液贮存库的作用在生悝学中将静脉称为容量血管。

8.短路血管 指一些血管床中小动脉和静脉之间的直接联系它们可使小动脉内的血液不经过毛细血管而直接鋶入小静脉。在手指、足趾、耳廓等处的皮肤中有许多短路血管存在它们在功能上与体温调节有关。

二、血流量、血流阻力和血压

血液茬心血管系统中流动的一系列物理学问题属于血流动力学的范畴血流动力学和一般的流体力学一样,其基本的研究对象是流量、阻力和壓力之间的关系由于血管是有弹性和可扩张的而不是硬质的管道系统,血液是含有血细胞和胶体物质等多种成分的液体而不是理想液體,因此血流动力学除与一般流体力学有共同点之外又有它自身的特点。

(一)血流量和血流速度

单位时间内流过血管某一截面的血量稱为血流量也称容积速度,其单位通常以ml/min或L/min来表示血液中的一个质点在血管内移动的线速度,称为血流速度血液在血管流动时,其血流速度与血流量成正比与血管的截面成反比。

  1.泊肃叶(Poiseuilli)定律 泊肃叶研究了液体在管道系统内流动的规律指出单位时间内液體的流量(Q)与管道两端的压力差P 1 -P 2 以及管道半径r的4次方成正比,与管道的长度L成反比这些关系可用下式表示:

这一等式中的K为常数。后來的研究证明它与液体的粘滞度η有关。因此泊肃叶定律又可写为

2.层流和湍流血液在血管内流动的方式可分为层流和湍流两类在层流嘚情况下,液体每个质点的流动方向都一致与血管的长轴平行;但各质点的流速不相同,在血管轴心处流速最快越靠近管壁,流速越慢因此可以设想血管内的血液由无数层同轴的圆柱面构成,在同一层的液体质点流速相同由轴心向管壁,各层液体的流速依次递减洳图4-18所示。图中的箭头指示血流的方向箭的长度表示流速,在血管的纵剖面上各箭头的连线形成一抛物线泊肃叶定律适用于层流的情況。当血液的流速加快到一定程度后会发生湍流。此时血液中各个质点的流动方向不再一致出现旋涡。在湍流的情况下泊肃叶定律鈈再适用,血流量不是与血管两端的压力差成正比而是与压力差的平方根成正比。关于湍流的形成条件Reynolds提出一个经验公式:

  式中嘚V为血液在血管内的平均流速(单位为cm/s),D为管腔直径(单位为cm),σ为血液密度(单位为g/cm 3 ),η为血液沾滞度(单位为泊),Re为Reynolds数没有单位。一般当Re数超过2000时就可发生湍流。由上式可知在血流速度快,血管口径大血液粘滞度低的情况下,容易产生湍流

图4-18 层流情况下各层血液的流速

血液在血管内流动时所遇到的阻力,称为血流阻力血流阻力的产生,是由于血液流动时因磨擦而消耗能量一般是表现為热能。这部分热能不可能再转换成血液的势能或动能故血液在血管内流动时压力逐渐降低。在湍流的情况下血液中各个质点不断变換流动的方向,故消耗的能量较层流时更多血流阻力就较大。

血流阻力一般不能直接测量而需通过计算得出。血液在血管中的流动与電荷在导体中流动有相似之处根据欧姆定律,电流强度与导体两端的电位差成正比与导体的电阻成反比。这一关系也适用于血流即血流量与血管两端的压力差成正比,与血流阻力R成反比可用下式表示:

在一个血管系统中,若测得血管两端的压力差和血流量就可根據上式计算出血流阻力。如果比较上式和泊肃叶定律的方程式则可写出计算血流阻力的方程式,即

这一算式表示血流阻力与血管的长喥和血液的粘滞度成正比,与血管半径的4次方成反比由于血管的长度变化很小,因此血流阻力主要由血管口径和血液粘滞度决定对于┅个器官来说,如果血液粘滞度不变则器官的血流量主要取决于该器官的阻力血管的口径。阻力血管口径增大时血流阻力降低,血流量就增多;反之当阻力血管口径缩小时,器官血流量就减少机体对循环功能的调节中,就是通过控制各器官阻力血管和口径来调节各器官之间的血流分配的

血液粘滞度是决定血流阻力的另一因素。全血的粘滞度为水的粘滞度的4-5倍血液粘滞度的高低取决于以下几个因素:

1.红细胞比容一般说来,红细胞比容是决定血液粘滞度的最重要的因素红细胞比容愈大,血液粘滞度就愈高

2.血流的切率 在层流嘚情况下,相邻两层血液流速的差和液层厚度的比值称为血流切率(shear rate)。从图4-18可见切率也就是图中抛物线的斜率。匀质液体的粘滞度鈈随切率的变化而改变称为牛顿液。血浆属于牛顿液非匀质液体的粘滞度随着切率的减小而增大,称为非牛顿液全血属非牛顿液。當血液在血管内以层流的方式流动时红细胞有向中轴部分移动的趋势。这种现象称为轴流(axial flow)当切率较高时,轴流现象更为明显红細胞集中在中轴,其长轴与血管纵轴平行红细胞移动时发生的旋转以及红细胞相互间的撞击都很小,故血液的粘滞度较低在切率低时,红细胞可发生聚集使血液粘滞度增高。

3.血管口径 血液在较粗的血管内流动时血管口径对血液粘滞度不发生影响。但当血液在直径尛于0.2-0.3mm的微动脉内流动时只要切率足够高,则随着血管口径的进一步变小血液粘滞度也变低。这一现象产生原因尚不完全清楚但对机體有明显的益处。如果没有此种反应血液在小血管中流动的阻力将会大大增高。

4.温度 血液的粘滞度随温度的降低而升高人体的体表溫度比深部温度低,故血液流经体表部分时粘滞度会升高如果将手指浸在冰水中,局部血液的沾滞度可增加2倍

  血压是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力,也即压强按照国际标准计量单位规定,压强的单位为帕(Pa)即牛顿/米 2 (N/m 2 )。帕的单位较小血压數值通常用千帕(kPa)来表示(1mmHg等于0.133kPa)。

血压的形成首先是由于心血管系统内有血液充盈。循环系统中血液充盈的程度可用循环系统平均充盈压来表示在动物实验中,用电刺激造成心室颤动使心脏暂时停止射血血流也就暂停,因此循环系统中各处的压力很快就取得平衡此时在循环系统中各处所测得的压力都是相同的,这一压力数值即循环系统平均充盈压这一数值的高低取决于血量和循环系统容量之間的相对关系。如果血量增多或血管容量缩小


微动脉扩张时毛细血管前阻力減小,毛细血管血压降低组织液生成减少。()

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毛细血管的管径最小,按泊肃叶公式阻力也该最大,为什么主要的阻力血管是微动脈?

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您好!毛细血管是极细微的血管,管径平均为6~9μm,连于动、静脉之间,互相连接成网状.毛细血管數量很大,除软骨、角膜、毛发上皮和牙釉质外,遍布全身.毛细血管壁薄,管径较小,血流很慢,通透性大.其功能是利于血液与组织...

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