Гемодинамика сердца физиология

Глава 15 физиология сердца. Гемодинамика

Гемодинамика сердца физиология

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Кровообращениеобеспечивает все процессы метаболизмав организме человека и по­этомуявляется компонентом различныхфункциональных систем, определяющихгомеостаз. Основой кровообращенияявляется сердечная деятельность.

Функция сердца —резервуарная и нагнетательная: в периоддиастолы в нем накаплива­ется очереднаяпорция крови, а во время систолы частьэтой крови выбрасывается в боль­шой(аорту) или малый (легочную артерию)круги кровообращения.

За 1 минуту увзросло­го человека выбрасываетсяиз каждого желудочка в среднем 4,5—5,0литров крови. Этот показатель носитназвание «минутный объем кровообращения»или «минутный объем кро­ви» (МОК).

Врасчете на площадь поверхности за 1минуту сердце взрослого человекавыбрасывает в каждый круг около 3 л/м2крови (МОК: 1,76 м2).Этот показатель получил название«сердечный индекс».

В среднем за 70 летжизни сердце совершает около 2600 млн.сокращений, перекачивая около 155 млн. лкрови.

За весь периоддиастолы предсердия и желудочкинаполняются кровью. Максимальный объемкрови перед началом систолы желудочковсоставляет 140—180 мл. Этот объем по­лучилназвание «конечно-диастолический». Онхарактеризует максимальные возможностисердца как насоса.

В период систолы изжелудочков выбрасывается порция кровипо 60—80 мл. Этот объем получил название«систолический объем». Чем он больше ичем чаще про­исходят сокращениясердца, тем выше производительностьсердца как насоса.

Например, еслисистолический объем — 70 мл, а ЧСС (числосердечных сокращений) за 1 минуту равно70, то МОК — 4900 мл.

После изгнаниякрови в желудочке остается примерно 70мл крови (или 140 – 70 = 70 мл.) Этот объемполучил название «конечно-систолическийобъем». Он всегда имеется, т. е. сердцене способно выбросить всю содержащуюсяв желудочке кровь.

Конечно-систоли­ческийобъем характеризует способность сердцаувеличить свою производительность. Приповышении сократимости сердца, например,под влиянием симпатической эфферентациивозрастает систолический объем.

Поэтомуконечно-систолический объем принятоделить на два отдельных объема: остаточныйобъем и резервный. Остаточный объем —это тот объ­ем, который остается всердце даже после самого мощногосокращения.

Резервный объем — это тотобъем крови, который может выбрасыватьсяиз желудочка при усиленной его работе,в дополнение к систолическому объемув условиях покоя.

Систолическийобъем — важнейшая характеристикапроизводительности сердца. (В ля-'тературе часто используют синоним«ударный объем» или «сердечный выброс».)Для нор­мирования этого показателяего рассчитывают на площадь тела, СО:1,76 м2.

Такой показа­тель называется ударныминдексом. В норме он равен примерно 41мл/м2у взрослого чело­века. Систолическийобъем новорожденных составляет примерно3—4 мл. С учетом того, что ЧСС у новорожденных140 уд/мин, в среднем МОК новорожденногоравен 500 мл.

Все указанныевыше объемы представлены в таблице. |

Учитывая важностьпредставленных показателей, особенноСО и МОК, в физиологии и практическоймедицине уже давно пытались объективнооценить эти показатели. Основнаясложность — определить систолическийобъем. Если он известен, то по числусердечных

204

Таблица 8.

ОбъемыНорма для взрослогоНорма для новорожденного
1. Конечно-диастолический (остаточный + резервный +систолический объемы)140—-180 мл
2. Систолический объем— ударный объем — сердечный выброс60—80 мл за систолу3—4 мл за систолу
3. Ударный индекс — СО: 1,76 м кв.41 мл/м 2
4.Минутный объем кровообращения4,5—5,0л/мин.500 мл/мин.
5. Сердечный индекс — МОК: 1,76 м22,84 л/м2
6. Индекс кровообращения — МОК: 70 кг70 мл/кг140 мл/кг

сокращенийможно рассчитать МОК. Применялисьразличные методы. Наиболее простойметод — расчетный. Так, известныйфизиолог Старр предложил проводитьопределение СО на основании замеровартериального давления и ЧСС. ФормулаСтарра:

СО = 100 + 0,5 (пульсовоедавление) — 0,6 (возраст, в годах) — 0,6(диастолическое давление). Результатвыражается в мл.

Например, если у20-летнего человека АД = 120/80 мм рт. ст.,то, по Старру, СО будет равен 100 + 0,5 х (120- 80) – 0,5 х 20 – 0,6 х 80 = 100 + 20 – 12 – 48 =60 мл.

Однако метод Старрав настоящее время из-за низкой объективностииспользуется редко.

Наиболее точнымметодом определения МОК является методА. Фика, основанный на определенииколичества кислорода, которое поступаетв легкое за 1 минуту и разносится кровьюк тканям. С этой целью определяетсясодержание кислорода в правом и левомотде­лах сердца.

Например, в левомжелудочке кровь содержит 200 мл кислородана каждый литр крови, а правое предсердие,куда стекает кровь от тканей — содержит120 мл кислоро­да на 1 литр крови.Следовательно, кровь, проходя черезткани, отдает 200 – 120 = 80 мл кислорода накаждый литр крови или 1 мл крови отдает0,08 мл кислорода.

При определе­нииустановлено, что за 1 минуту испытуемыйпотребляет 400 мл кислорода. Для тогочтобы весь этот объем разнести по тканям,требуется, чтобы левый желудочек за 1минуту выбросил 400:0,08 = 5000 мл крови. Этои есть величина минутного объемакровотока. Зная число сокращений сердцаза 1 минуту, можно рассчитать систолическийобъем.

Например, если у человека за 1минуту было совершено 100 сокращений, тоСО равен 5000:100 = 50 мл. Метод Фика — одиниз самых точных методов. Но процедураполучения крови из правого в левогосердца требует катетеризации отделовсердца, что достаточно сложно инебезо­пасно для жизни больного.Поэтому метод не получил большогораспространения.

Но он стал основой дляразработки более простых объективныхметодов, в том числе методов разведенияи методов, базирующихся на реографии.

Для определенияМОК и СО используют изотопы. Для этихцелей в основном применя­ют альбумин,меченный радиоктивным йодом J131, его вводят в кровь, а концентрациюэто­го изотопа в крови определяют спомощью различной аппаратуры, например,радиоциркулографа, аппарата «Гамма» идругих. При этом датчик ставится в 3—4межреберье слева от яарастернальнойлинии (над проекцией левых и правыхотделов сердца).

В последнее времябольшую популярность получил методопределения СО, основан­ный наиспользовании тетраполярной реографии— регистрация изменения сопротивленияэлектрическому току, проходящему междуэлектродами, которое обусловленокровенапол­нением. Безопасность ипростота метода позволяют широкоприменять его в условиях прак­тическогоздравоохранения.

; 205

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ

Насосная функция сердца заключается в том, что сердце при­нимает определенную порцию крови (венозный возврат) и эту же порцию крови выталкивает в выходящие из желудочков сосу­ды. Производительность сердца определяется тем количеством крови, которое приходит к нему. Если приток отсутствует, то вы­брасывать сердцу нечего.

Оба сердца — правое и левое — работают как единое целое. При рассмотрении деятельности предсердий и желудочков сердца из дидактических соображений целе­сообразно сконцентрировать вни­мание на одной половине сердца-

В норме сердце совершает в среднем 70 ударов за 1 минуту. Это означает, что 1 сердечный цикл длится 60 с: 70 = 0,8 с.

Сердечный цикл состоит из систолы желудочков, систолы предсердий и диастолы (систола — это сокращение, диастола — расслабление).

Длительность систолы пред­сердий = 0,1 с, длительность сис­толы желудочков -0,33 с. Диа­стола у предсердий длится 0,7 с, у желудочков — 0,47 с.

Таким об­разом, предсердия большую часть цикла (0,7 с) находятся в состоя­нии диастолы, а у желудочков пе­риод отдыха значительно меньше.

Это имеет важное значение — вследствие большой нагрузки и малого периода отдыха желудоч­ки чаще, чем предсердия, подвер­гаются патологическим процес­сам (инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца и т. д.).

Систола предсердий. Сокраще­ния предсердий начинаются при распространении возбуждения от синоатриального узла по миокардиоцитам предсердий, а также по пучкам. В процесс сокращения вовлекаются все миокардиоциты — и правого, и (чуть позже) ле-

206

вого предсердия.В результате сжимаются устья вен,впадающих в предсердия, повышаетсявнутрипредсердное давление — в левомдо 5—8 мм рт. ст., в правом — до 4—6 мм рт.ст.

, а в результате вся кровь, котораяза время диастолы предсердия накопиласьв нем, изгоняет­ся в желудочки: примерноза всю систолу предсердий, т. е. за 0,1 св желудочки дополни­тельно входитоколо 40 мл крови, около 30% отконечно-диастолического объема.

Благода­ря этому, во-первых, возрастаеткровенаполнение желудочков, а во-вторых,создается сила, которая вызываетдополнительное растяжение миокардиоцитовжелудочка.

После окончаниясистолы предсердий начинаются 2 процесса:в предсердиях в течение 0,7с имеет место диастола, а в желудочкахначинается систола.

Систола желудочков.Принято систолу желудочков делить на2 периода — период напря­жения и периодизгнания крови, а диастолу на 3 периода— протодиастолический период, периодизометрического расслабления, периоднаполнения. Все периоды, за исключениемпротодиастолического и периодаизометрического расслабления, делятсяна отдельные фазы.

Итак, систола:периоды — фазы периодов,

диастола: периоды— фазы периодов.

Принятая в литературеклассификация цикла «систола-диастола»желудочков дается в таком виде:

Источник: https://studfile.net/preview/6666508/page:33/

Показатели гемодинамики

Гемодинамика сердца физиология

Кровяное давление и сопротивление кровотоку — это фундаментальные гемодинамические факторы, которые определяют тканевое, органное и системное кровообращение. Оценку этих факторов используют для характеристики физиологического состояния сердечно-сосудистой системы.

Поток крови (Q) прямо пропорционален перепаду давления (ДР) и обратно пропорционален сопротивлению тока крови (R): Q – A P/R.

Например, минутный объем сердца, который является мерой потока крови от сердца, прямо пропорционален артериовенозной разнице давлений в системном кровотоке и обратно пропорционален общему периферическому сопротивлению сосудов.

Давление и потоки крови могут быть непосредственно измерены с помощью различных инструментов: аппарат Короткова позволяет определить системное артериальное давление, а катетеризация сосудов или камер сердца – кровяное давление и объемную скорость кровотока.

Кроме того, общее периферическое сосудистое сопротивление может быть вычислено на основании данных об объеме сердечного выброса, среднем уровне артериального давления и уровне системного венозного давления (см.ниже). Основные гемодинамические показатели и их значения представлены в таблице.

Таблица – Гемодинамические показатели сердечно-сосудистой системы

Показатели  Сокращенные  обозначения  показателейНормальные значения
Ударный объемУО60,0—100,0 мл
Сердечный выброс(син.: минутный объем сердца)СВ (МОС)4,0—6,0 л/мин
Сердечный индексСИ2,5—3,6 л/мин/м2
Фракция выбросаФВ55-75%
Центральное венозное давлениеЦВД40—120 мм вод. ст
Диастолическое давление в легочной артерииДДЛА9—16 мм рт.ст.
Давление в левом предсердииДЛП1-10 мм рт.ст.
Давление заклинивания легочной артерииДЗЛА6—12 мм рт.ст.
Диастолическое давление в аортеДДА70—80 мм рт.ст.
Системное артериальное давление: Артериальное давление систолическое Артериальное давление диастолическоеСАДАД систол.АД диаст.100—139 мм рт.ст.60—89 мм рт.ст.
Артериальное давление (среднее)АД средн.70—105 мм рт.ст.
Общее периферическое сосудистое сопротивлениеОПСС1200—1600 дин-с-см-5
Легочное сосудистое сопротивлениеЛСС30—100 дин-с-см’5
 Показатель сократимости миокарда (определяется в фазу изоволюмического сокращения) dp/dt макс мм рт.ст./с
 Показатель расслабляемости миокарда (определяется в фазу изоволюмического расслабления) dp/dt макс мм рт.ст./с
 Частота сердечных сокращений ЧСС 60—70 уд. /мин (муж.);70—80 уд./мин (жен.)

Ударный объем

Ударный объем (УО) — это объем крови, поступающий в аорту во время одной систолы (одного цикла сокращения) левого желудочка. УО представляет собой разницу между конечно- диастолическим объемом (КДО) и конечно-систолическим объемом (КСО) крови в левом желудочке: УО = (КДО – КСО) мл.

Сердечный выброс

Сердечный выброс (СВ) (наряду с СВ нередко используют понятие «минутный объем сердца» — МОС).

Если наполнение желудочков поддерживается на достаточном уровне, то величина сердечного выброса при любом ударном объеме зависит от частоты сердечных сокращений (ЧСС). Формула расчета: СВ или МОС= (УО • ЧСС) л/мин.

Таким образом, СВ является функцией УО и ЧСС. Увеличение СВ при тахикардии требует более эффективного диастолического наполнения сердца.

При увеличении частоты сердечных сокращений относительное время диастолы уменьшается по сравнению с продолжительностью систолы. Однако в нормально функционирующем сердце, которое сокращается в пределах 170 уд/мин, его наполнение не уменьшается в связи с укорочением диастолы.

В интактном сердце при тахикардии процесс расслабления сердечной мышцы ускоряется, что обеспечивает более быстрое и полное наполнение сердца кровью в течение укороченных диастолических периодов.

Этот эффект частично опосредуется через стимуляцию p-рецепторов катехоламинами, которые повышают релаксацию кардиомиоцитов за счет ускоренного удаления из них внутриклеточного Са2+.

При чрезмерной тахикардии (более 170 уд/мин) подобная полная диастолическая релаксация может не произойти, а следовательно и дальнейшее увеличение СВ.

Сердечный индекс

Сердечный индекс (СИ).

В современной медицине показатель СВ нормализован с целью придания ему свойства сравнимости, необходимого для сопоставления результатов его измерения у разных индивидумов и в различных условиях функционирования сердца. Нормализованный показатель был назван «сердечный индекс», т.е. СИ — это расчетный показатель, размер которого у здоровых людей зависит от пола, возраста, массы тела.

Нормализация заключается в учете (нивелировании) влияния индивидуальных данных, биологических особенностей конкретного человека. Интегративным критерием таких особенностей была выбрана площадь поверхности тела (м2) обследуемого индивидума.

Отсюда формула для расчета: СИ= СВ/ площадь тела (л/мин/м2), т. е. размерность СИ выражается в литрах в минуту из расчета на единицу площади поверхности тела (м2). Для расчета площади поверхности тела используют номограмму и целый ряд формул.

Среди них, например, формула Дюбуа:

S = В0,423 х Р0-725 х 0,007184,

где S — площадь поверхности тела, м2; В — масса тела, кг; Р — рост, см; 0,007184 — постоянный коэффициент.

По существу СИ представляет собой меру потока крови из сердца и в этом качестве является основным показателем его насосной функции. У здорового человека в состоянии покоя индекс считается нормальным в пределах 2,5— 3,6 л/мин/м2. Уменьшение возможностей сердца выполнять свою насосную функцию при различных формах патологии ведет к снижению СИ.

Таким образом, показатель СИ более адекватно, чем СВ, характеризирует гемодинамические возможности конкретного (а не некого виртуального) здорового организма и в условиях развития сердечной недостаточности. Именно этот показатель используют для объективной оценки степени ее выраженности. В этом качестве СИ является одним из основных классификационных критериев сердечной недостаточности.

Фракция выброса (ФВ)

Этот показатель характеризует степень эффективности работы сердца во время систолы. В основном принято измерять ФВ левого желудочка — основного компонента сердечного насоса.

ФВ выражают в виде процента УО от объема крови в желудочке при максимальном его наполнении во время диастолы.

Например, если в левом желудочке находилось 100 мл, а во время систолы в аорту поступило 60 мл крови, то ФВ равняется 60%.

Как правило, ФВ вычисляют по формуле:

ФВ = (КДО – КСО) / КДО х 100 (%),

где КДО — конечный диастолический объем, КСО — конечный систолический объем.

Наряду с расчетом ФВ используют аппаратные методы ее определения: эхокардиографию, рентгеноконтрастную или изотопную вентрикулографию.

Нормальное значение ФВ левого желудочка равно 55—75%. С возрастом имеется тенденция к снижению данного показателя. Принято считать, что величина ФВ ниже 45—50% свидетельствует о недостаточности насосной функции сердца.

Показатель ФВ при различных сердечно-сосудистых заболеваниях не только диагностически, но и прогностически значим. Однако он имеет определенные ограничения, т.к. зависит от сократимости миокарда и от других факторов (пред-, постнагрузки, частоты и ритмичности сердечных сокращений).

Давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА)

Для объективной оценки насосной функции левого сердца необходимо измерять кровяное давление в системе легочных вен — при левожелудочковой недостаточности оно повышается.

Однако катетеризация легочных вен достаточно сложная процедура и включает ретроградное (против тока крови) проведение катетера из какой-либо периферической артерии (например, бедренной артерии) в аорту, затем в левый желудочек, левое предсердие и наконец через митральное отверстие в легочную вену.

Выполнение такого диагностического маневра чревато различными осложнениями — перфорацией сосудов, самозавязыванием катетера в узел, внесением «катетерной» инфекции, аритмиями, тромбообразова-нием и др., поэтому с целью определения уровня кровяного давления в легочных венах решено проводить катетеризацию не легочных вен, а легочной артерии.

Это более простая и безопасная процедура для оценки насосной функции левого сердца. При ее проведении используют т. н. плавающий катетер Свана—Ганца (Swan Н., Ganz W.), на конце которого расположен небольшой баллончик, раздуваемый воздухом или изотоническим раствором натрия хлорида.

Вначале катетер проводят в верхнюю полую вену, используя технику катетеризации подключичной и внутренней яремной вен. После попадания катетера в правое предсердие баллончик немного раздувают.

При этом катетер приобретает повышенную «плавучесть» и подобно лодочке под парусом практически самостоятельно током крови заносится в легочную артерию.

Затем воздух (или изотонический раствор натрия хлорида) из баллончика выпускают и продвигают конец катетера в одно из разветвлений легочной артерии II и III порядка до упора, т. е. до капиллярной сети.

После этого вновь раздувают баллончик, обтурируя («заклинивая») сосуд, что позволяет зарегистрировать так наз. легочно-капиллярное давление или, точнее, давление, передаваемое через систему легочных вен и капилляров из левого предсердия в катетер.

Измеряемое при этом давление получило название «давление заклинивания легочной артерии» (ДЗЛА). На всех этапах продвижения катетера (правое предсердие, правый желудочек, легочная артерия и ее бифуркации) контролируют изменения кровяного давления с помощью этого же катетера для отслеживания его местонахождения.

ДЗЛА является одним из основных гемодинамических показателей насосной функции сердца, который, за некоторым исключением, фактически всегда соответствует давлению в левом предсердии и конечно-диастолическому давлению в левом желудочке, отражая, таким образом, состояние легочного капиллярного кровообращения и риск развития кардиогенного отека легких у пациентов с левожелудочковой недостаточностью.

Центральное венозное давление (ЦВД)

это давление крови в правом предсердии; показатель отражает преднагрузку правого сердца (желудочка).

Ее величина зависит от объема крови, поступающей в правое сердце (чем больше возврат крови в сердце,тем выше ЦВД), и насосной функции правого сердца.

ЦВД прежде всего отражает способность правого желудочка перекачивать весь объем поступающей в него крови, поэтому оно является объективным критерием насосной функции правого сердца.

При правожелудочковой недостаточности ЦВД повышается. Показатель ЦВД используют также для оценки объема циркулирующей крови. При этом необходимо учитывать способность венозной системы активно уменьшать свою емкость под воздействием факторов, регулирующих тонус венозных сосудов.

В условиях развития гиповолемических состояний их компенсаторный спазм может скрывать уменьшение ОЦК и соответственно снижение ЦВД. Известно, что быстрое уменьшение ОЦК на 10%, как правило, не сопровождается падением ЦВД. ЦВД измеряют в правом сердце с помощью катетера, снабженного манометром.

При горизонтальном положении тела нормальный уровень ЦВД находится в пределах 40—120 мм вод. ст. В условиях развития экстремальных состояний организма уровень ЦВД обычно непрерывно контролируется, т.к. ЦВД имеет исключительную ценность в дифференциальной диагностике шоковых состояний, инфарктов миокарда, сердечной недостаточности, выраженных кровопотерь и т.п.

Системное артериальное давление (АД систем.)

Системное артериальное давление (АД систем.) является функцией сердечного выброса (СВ) и общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС):

АД систем. — f (СВ, ОПСС),

где f — функция (математическое понятие, отражающее связь между элементами множества).

Различают систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее артериальное давление.

Артериальное давление систолическое

Артериальное давление систолическое (АД систол.), определяемое в период систолы левого желудочка сердца, отражает минутный объем сердца: МОС = f (ударный объем сердца, частота/ритм/сила сокращений сердца, объем циркулирующей крови);

Артериальное давление диастолическое

Артериальное давление диастолическое (АД диастол.), измеряемое в период диастолы левого желудочка, отражает общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС): ОПСС = f (диаметр [тонус] резистивных сосудов, реологические свойства крови);

Пульсовое артериальное давление

Пульсовое артериальное давление (АД пульс.) представляет собой (в первом приближении) разницу между уровнями систолического и диастолического давлений.

Артериальное давление среднее

Артериальное давление среднее (АД средн.) — в упрощенном варианте представляет собой среднее арифметическое между уровнями систолического и диастолического давлений. Существует ряд способов расчета уровня АД среди.:

1) АД средн. = (АД систол, х Т систол. + АД диастол, х Т диаст.) / Т серд. цикла, где Т — длительность систолы, диастолы или сердечного цикла;

2) АД средн. = АД диаст. + 1/3 АД пульс, (формула Хикема);

3) АД средн. = АД диаст. + 0,427 х АД пульс, (формула Вецлера и Богера; считают наиболее точной для расчета АД среда.);

Системное венозное давление (ВД средн.) принято приравнивать к среднему давлению в правом предсердии.

Общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС). Этот показатель отражает суммарное сопротивление прекапиллярного русла и зависит как от сосудистого тонуса, так и от вязкости крови. На величину ОПСС влияет характер ветвления сосудов и их длина, поэтому обычно чем больше масса тела, тем меньше ОПСС.

В cвязи с тем, что для выражения ОПСС в абсолютных единицах требуется перевод давления мм рт. ст. в дин/см2, формула для расчета выглядит следующим образом:

ОПСС = (АД систем, х 80) / СВ [дин хсх см-5]; 80 – константа для перевода в метрическую систему.

(3 votes, average: 3,67 5)
Загрузка…

Источник: https://cardio-bolezni.ru/pokazateli-gemodinamiki/

Физиология гемодинамики

Гемодинамика сердца физиология

Кровообращением называется движение крови по сосудистой системе. Оно обеспечивает газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между всеми органами и тканями, гуморальную регуляцию различных функций организма и перенос образующегося в организме тепла.

Кровообращение является процессом, необходимым для нормальной деятельности всех систем организма, в первую очередь – центральной нервной системы. Раздел физиологии, посвященный закономерностям течения крови по сосудам, называется гемодинамикой, основные законы гемодинамики основаны на законах гидродинамики, т.е.

учения о движении жидкости в трубках.

Законы гидродинамики приложимы к системе кровообращения только в известных пределах и только с приблизительной точностью. Гемодинамика – это раздел физиологии о физических принципах, лежащих в основе движения крови по сосудам.

Движущей силой кровотока является разница давления между отдельными участками сосудистого русла: кровь течет от области с б?льшим давлением к области с меньшим давлением. Этот градиентдавления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление.

Гидродинамическое соп­ротивление зависит от размеров сосудов и вязкости крови.

Основные гемодинамические показатели

1. Объемная скорость движения крови. Кровоток, т.е.

объем крови, проходящей за единицу времени через кровеносные сосуды в каком-нибудь отделе кровеносного русла, равен отношению разности средних давлений в артериальной и венозной частях этого отдела (или в любых других частях) к гидродинамическому сопротивлению. Объемная скорость кровотока отражает кровоснабжение какого-либо органа или ткани.

В гемодинамике этому гидродинамическому показателю соответствует объемная скорость крови, т.е. количество крови, протекающее через кровеносную систему в единицу времени, другими словами – минутный объем кровотока.

Поскольку кровеносная система замкнутая, то через любое поперечное сечение ее в единицу времени проходит одно и то же количество крови. Кровеносная система состоит из системы ветвящихся сосудов, поэтому суммарный просвет растет, хотя просвет каждого разветвления постепенно уменьшается.

Через аорту, также как через все артерии, все капилляры, все вены в минуту проходит один и тот же объем крови.

2. Второй гемодинамический показательлинейная скорость движения крови.

Вы знаете, что скорость истечения жидкости прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна сопротивлению. Следовательно, в трубках различного диаметра скорость течения крови тем больше, чем меньше сечение трубки.

В кровеносной системе самым узким местом является аорта, наиболее широким капилляры (напомним, что мы имеем дело с суммарным просветом сосудов). Соответственно этому кровь в аорте движется гораздо быстрее – 500 мм/сек, чем в капиллярах – 0,5 мм/сек.

В венах линейная скорость кровотока снова возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровяного русла суживается. В полых венах линейная скорость кровотока достигает половины скорости в аорте (рис. ).

Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока (вдоль продольной оси сосуда) и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.

Результирующая всех линейных скоростей в различных частях сосудистой системы выражается временем кругооборота крови. Она у здорового человека в покое равна 20 секундам. Это значит, что одна и та же частица крови проходит через сердце каждую минуту 3 раза. При напряженной мышечной работе время кругооборота крови может уменьшаться до 9 секунд.

3. Сопротивление сосудистой системы – третий гемодинамический показатель. Протекая по трубке, жидкость преодолевает сопротивление, которое возникает вследствие внутреннего трения частиц жидкости между собой и о стенку трубки. Это трение будет тем больше, чем больше вязкость жидкости, чем уже ее диаметр и чем больше скорость течения.

Под вязкостью обычно понимают внутреннее трение, т. е. силы, влияющие на течение жидкости.

Однако следует учитывать, что существует механизм, препятствующий значительному повышению сопротивления в капиллярах.

Он обусловлен тем, что в наиболее мелких сосудах (диаметром меньше 1 мм), эритроциты выстраиваются в так называемые монетные столбики и по­добно змее двигаются по капилляру в оболочке из плазмы, почти не контактируя со стенками капилляра.

В результате этого условия кровотока улучшаются, и этот механизм частично препятст­вует значительному повышению сопротивления.

Гидродинамическое сопротивление зависит и от размеров сосудов от их длины и поперечного сечения. В суммарном виде уравнение, описывающее сосудистое сопротивление представляет следующее (формула Пуазейля):

R = 8?L/πr4

где ? – вязкость, L – длина, π = 3,14 (число пи), r – радиус сосуда.

Кровеносные сосуды оказывают значительное сопротивление току крови, и сердцу приходится большую часть своей работы тратить на преодоление этого сопротивления. Основное сопротивление сосудистой системы сосредоточено в той ее части, где происходит разветвление артериальных стволов на мельчайшие сосуды. Однако максимальное сопротивление представляют самые мельчайшие артериолы.

Причина заключается в том, что артериолы, имея почти такой же диаметр, как и капилляры, в общем длиннее и скорость течения крови в них выше. При этом величина внутреннего трения возрастает. Кроме того, артериолы способны к спазмированию. Общее сопротивление сосудистой системы все время увеличивается по мере удаления от основания аорты.

Давление крови в сосудах

Это – четвертый, и самый важный гемодинамический показатель, так как его легко измерить.

Если ввести в крупную артерию животного датчик манометра, то прибор обнаружит давление, колеблющееся в ритме сердечных сокращений около средней величины, равной примерно 100 мм рт ст. Существующее внутри сосудов давление создается работой сердца, нагнетающего кровь в артериальную систему в период систолы.

Однако, и во время диастолы, когда сердце расслаблено и работы не производит, давление в артериях не падает до нуля, а лишь немного западает, сменяясь новым подъемом во время следующей систолы. Таким образом, давление обеспечивает непрерывный ток крови, несмотря на прерывистую работу сердца.

Причина – в эластичности артерий.

Величина артериального давления определяется двумя факторами: количество крови, нагнетаемой сердцем, и сопротивлением, существующим в системе:

P = QR

Ясно, что кривая распределения давления в сосудистой системе должна явиться зеркальным отражением кривой сопротивления. Так, в подключичной артерии собаки Р = 123 мм рт. ст., в плечевой – 118 мм, в капиллярах мышц 10 мм, лицевой вене 5 мм, яремной – 0,4 мм, в верхней полой вене – 2,8 мм рт ст.

Среди этих данных обращает на себя внимание отрицательная величина давления в верхней полой вене. Она означает, что в непосредственно прилегающих к предсердию крупных венозных стволах давление меньше атмосферного. Создается оно присасывающим действием грудной клетки и самого сердца во время диастолы и способствует движению крови к сердцу.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_93737_lektsiya--fiziologiya-gemodinamiki.html

Физиология человека и животных

Гемодинамика сердца физиология

Гемодинамика изучает закономерности движения крови по сосудам.

Функциональные группы сосудов:

1) амортизирующие, или магистральные (аорта, легочная артерия, крупные артерии): растягиваются во время систолы;

2) резистивные (сосуды сопротивления, мелкие артерии и артериолы): обладают наибольшим сопротивлением кровотоку, т.к. в их стенке содержится толстый мышечный слой, при сокращении которого уменьшается кровоток в отдельные органы или их отдельные участки;

3) обменные (капилляры), в которых происходит обмен водой, газами, неорганическими  и органическими веществами между кровью и тканями;

4) емкостные, или аккумулирующие (вены): благодаря высокой растяжимости, они могут вмещать большие объемы крови;

5) шунтирующие – анастомозы, соединяющие между собой артерии и вены;

6) сосуды возврата крови в сердце (средние, крупные и полые вены).

Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока (Q), т.е. объем крови, протекающий через поперечное сечение сосуда в единицу времени (л/мин).

Движущая сила кровотока определяется энергией, задаваемой сердцем потоку крови в сосудах,  и градиентом давления, т.е.

разницей давления между отделами сосудистого русла: кровь течет от области высокого давления (Р1) к области низкого давления (Р2).

Сопротивление сосудов (R) противодействует движению крови. Исходя из этого,

Это основной закон гемодинамики: количество крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления в начале и в конце сосуда и обратно пропорционально его сопротивлению.

Важно помнить, что объемная скорость кровотока в разных отделах сосудистого русла в данный момент времени одинакова, т.к. кровеносная система замкнутая, следовательно, через любое поперечное сечение ее в единицу времени проходит одно и то же количество крови: Q1 = Q2 = Qn = 4 – 6 л/мин.

Другим важным показателем гемодинамики является линейная скорость кровотока (V), т.е. скорость перемещения крови вдоль сосуда при ламинарном кровотоке. Она выражается в сантиметрах в секунду (см/с) и определяется как отношение объемной скорости кровотока (Q) к площади поперечного сечения сосуда (π r2):

Линейная скорость кровотока прямо пропорциональна объему крови и обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудов.

При подсчете площади поперечного сечения сосудов учитывается общая сумма площади просветов сосудов этого калибра (например, всех капилляров) в данном участке.

Исходя из этого, наименьшим поперечным сечением обладает аорта (она является единственным сосудом, по которому кровь выходит из сердца), а наибольшим – капилляры (их число может достигать миллиона, поэтому даже при диаметре одного капилляра в несколько мкм общая площадь их поперечного сечения в 800 – 1000 раз больше, чем у аорты). Соответственно и линейная скорость оказывается различной в разных участках сосудистого русла: максимальных значений линейная скорость достигает в аорте и минимальных – в капиллярах.

Систолический объем (СО) — это объем крови, выброшенный левым желудочком в аорту за 1 сокращение. В покое составляет примерно 50-60 мл. Минутный объем кровотока  (МОК) — это количество крови, выброшенное сердцем  в кровоток за 1 минуту. В покое примерно равен 4-6 л/мин.

Факторы, обеспечивающие венозный возврат крови к сердцу:

1. Эластичность аорты.

2. Градиент давления между артериальным и венозным руслом.

3. Сокращения скелетных мышц.

4. Отрицательное давление в грудной полости – присасывающее действие грудной клетки.

5. Наличие полулунных клапанов в венах, препятствующих обратному току крови по венам.

Время кругооборота крови

Время полного кругооборота крови, то есть возврата крови от левого желудочка через большой и малый круги кровообращения обратно в левый желудочек, составляет в покое 20-25 секунд, из которых 5-6 секунд составляет время прохождения крови по малому кругу кровообращения.

Кровяное давление и факторы, его обусловливающие. Закон Пуазейля.

Основным параметром гемодинамики является артериальное давление (АД). Оно определяется силой сердечного выброса (СВ) и величиной общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС): АД = СВ х ОПСС.

АД определяют также как результат умножения объемной скорости кровотока (Q) и сопротивления сосудов (R): АД = Q x R.

Сопротивление сосудов определяется по формуле Пуазейля:

R = 8 L ν /  π r4,

где  R — сопротивление, L — длина сосуда, ν — вязкость, π — 3,14, r — радиус сосуда.

Именно изменения вязкости крови и изменения радиуса сосудов в основном определяют величину сопротивления кровотоку и влияют на уровень объемного кровотока в органах.

В биологических и медицинских исследованиях обычно артериальное давление измеряют в мм ртутного столба, венозное давление – в мм водного столба.

Измерение давления осуществляется в артериях с помощью прямых (кровавых) или косвенных (бескровных) методов.

В первом случае – игла или катетер вводится прямо в сосуд, во втором случае используется способ пережатия сосудов конечности (плеча или запястья) манжетой (звуковой метод Короткова).

Систолическое давление – это максимальное давление, достигаемое в артериальной системе во время систолы. В норме систолическое давление в большом круге кровообращения равно в среднем120 мм рт. ст.

Диастолическое давление – минимальное давление, возникающее во время диастолы в большом круге кровообращения, в среднем составляет80 мм рт. ст.

Пульсовое давление представляет собой разность между систолическим и диастолическим давлением и в норме составляет40 мм ртутного столба.

Движущей силой движения крови в сосудах является давление крови, создаваемое работой сердца.Кровяное давление постепенно уменьшается по мере удаления крови от сердца. Скорость падения давления пропорциональна сопротивлению сосудов.

Из аорты (где систолическое давление составляет120 мм рт. ст.) кровь течет через систему магистральных артерий (80 мм рт. ст.) и артериол (40 – 60 мм рт. ст.) в капилляры (15 – 25 мм. рт. ст.), откуда поступает в венулы (12 – 15 мм рт. ст.), венозные коллекторы (3 – 5 мм рт.

ст.) и полые вены (1 – 3 мм рт. ст.).

Норма АД  составляет: систолического – от 105 – 140 мм рт. ст., диастолического – 60 – 90 мм рт. ст. (Зинчук В.В. и др., 2007). Разница между ними составляет пульсовое давление, которое у здоровых людей равно примерно 45 мл. рт. ст. Более точно  нормы АД рассчитывают применительно к возрасту человека (табл. ):

Таблица

Нормы артериального давления (АД) в зависимости от возраста, мм рт.ст. (Зинчук В.В. и др., 2005)

Возраст (в годах)

Артериальное давление

систолическоедиастолическое
16-20100 – 12070 – 80
21-40120 – 13070 – 80
40-60До 140До 90
Старше 60До 140До 90

Гипертензией называют повышение АД: систолического – свыше 140 – 145 мм рт. ст., диастолического – свыше 90 – 100 мм рт. ст. Систолическое давление в пределах 135 – 140 мм рт. ст. и диастолическое – 90 – 95 мм рт. ст. называется пограничным давлением. Гипотензия – уменьшение АД: систолического — ниже105 мм рт. ст., диастолического – ниже  60 мм рт. ст.

Источник: https://edu.grsu.by/physiology/?page_id=139

ОСосудах
Добавить комментарий