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

Физиология кровообращения

Гемодинамика сердца физиология

Система кровообращения – это непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и сети кровеносных сосудов, которые обеспечивают все жизненно важные функции организма.

Сердце представляет собой первичный насос, который придает энергию движения крови. Это сложный пункт пересечения разных потоков крови. В нормальном сердце смешивания этих потоков не происходит. Сердце начинает сокращаться примерно через месяц после зачатия и с этого момента его работа не прекращается до последнего мгновения жизни.

За среднюю продолжительность жизни сердце осуществляет 2,5 млрд. сокращений и при этом оно перекачивает 200 млн. литров крови. Это уникальный насос, который имеет размер с мужской кулак, средний вес у мужчины 300г, у женщины 220г. Сердце имеет вил тупого конуса. Длина его составляет 12-13 см, ширина 9-10,5. Передне – задний размер 6-7см.

Система кровеносных сосудов составляет 2 круга кровообращения.

Большой – начинается в левом желудочке аортой. Аорта обеспечивает доставку артериальной крови к различным органам и тканям.

При этом от аорты отходят параллельные сосуды, которые приносят кровь к разным органам. Артерии – артериолы – капилляры. Капилляры обеспечивают всю сумму обменных процессов в тканях.

Там кровь становится венозной, она оттекает от органов. Она притекает к правому предсердию по нижней и верхней полой венам.

Малый круг кровообращения – начинается легочным стволом, который делится на правую и левую легочную артерии. Артерии несут венозную кровь к легким, где будет происходить газообмен.

Отток крови из легких по легочным венам(2 от каждого) несут артериальную кровь в левое предсердие.

Основная функция – транспортная, клеткам доставляет кислород, питательные вещества, вода, соль, из тканей выводится углекислый газ и конечные продукты обмена.

Кровообращение – важное звено в процессах газообмена. С кровью транспортируется тепловая энергия – это теплообмен с окружающей средой. За счет функции кровообращения происходит перенос гормонов и других физиологически активных веществ. Это обеспечивает гуморальную регуляцию деятельности тканей и органов.

Современные представления о системе кровообращения были изложены Гарвеем, в 1628 году опубликовал тракт по движению крови у животных. Он пришел к выводу о замкнутости системы кровообращения. Используя метод пережатия кровеносных сосудов он установил направленность движения крови.

От сердца, кровь движется по артериальным сосудам, по венам, кровь движется к сердцу. Деление строится по направлению течения, а не по содержанию крови. Также были описаны основные фазы сердечного цикла. Технический уровень не позволял в то время обнаружить капилляры.

Открытие капилляров было сделано позднее(Мальпиге), он подтвердил предположения Гарвея о замкнутости кровеносной системы. Гастро-васкулярная система- система каналов, связанных с основной полостью у животных.

Кровеносная система в форме сосудистых трубок появляется у червей, но у червей в сосудах циркулирует гемолимфа и эта система еще не замкнута. Обмен осуществляется в лакунах – межтканевое пространство.

Далее замкнутость и появление 2ух кругов кровообращения. Сердце в своем развитии проходит стадии – 2х камерного – у рыб – 1 предсердие, 1 желудочек. Желудочек выталкивает венозную кровь. В жабрах происходит газообмен. Далее кровь идет в аорту.

У земноводных сердце 3х камерное – 2 пердсердия и 1 желудочек, правое предсердие получает венозную кровь и проталкивает кровь в желудочек.

Из желудочка выходит аорта, в которой имеется перегородка и она делит кровоток на 2 потока. 1 идет в аорту, а другой в легкие.

После газообмена в легких, кровь поступает в левое предсердие, а затем в желудочек, где происходит смешивание крови.

У рептилий заканчивается дифференцировка клеток на правую и леву. Половину, но у них имеется отверстие в межжелудочковой перегородке. У рептилий кровь смешивается.

У млекопитающих полное разделение сердца на 2 половины. Сердце можно рассматривать как орган, образующий 2 насоса – правый – предсердие и желудочек, левый – желудочек и предсердие. Не происходи смешивания протоков крови.

Сердце расположено у человека в грудной полости, в средостении между 2мя плевральными полостями. Спереди сердце ограничено грудиной, сзади позвоночником. В сердце выделяют верхушку, которая направлена влево, вниз. Проекция находится на 1 см внутрь от левой средней ключичной линии в 5ом межреберье.

Основание направленно вверх и вправо. Линия соединяющая верхушку и основание – это анатомическая ось. Сердце в грудной полости лежит ассиметрично. 2/3 слева от срединной линии, верхняя граница сердца – верхний край 3го ребра, а правая граница на 1 см кнаружи от правого края грудины.

Оно практически лежит на диафрагме.

Сердце – это полый мышечный орган, имеет 4 камеры – 2 предсердия и 2 желудочка. Между предсердиями и желудочками находятся атрио-вентрикулярные отверстия, в которых .будут находится атрио-вентрикулярные клапаны.

Атрио-вентрикулярные отверстия образованы фиброзными кольцами. Они отделяют миокард от предсердий. Место выхода аорты и легочного ствола – фиброзные кольца. Фиброзные кольца – скелет, к которому прикрепляются его оболочки.

В отверстиях в области выхода аорты и легочного ствола имеются полулунные клапаны.

Сердце имеет 3 оболочки – наружная –перикард. Он построен из 2х листков – наружного и внутреннего, который срастается со внутренней оболочкой и называется миокард. Между перикардом и эпикардом образуется пространство, заполненное жидкостью. В любом движущееся механизме возникают трения.

Для более легкого движения сердца ему необходима эта смазка. Если есть нарушения, то возникают трения, шумы. В этих участках начинают образовываться соли, которые замуровывают сердце в «панцирь». Это сокращается сократительную способность сердца.

В настоящее время хирурги удаляют, скусывая этот панцирь, освобождая сердце, для возможности сократительной функции.

Рабочей оболочкой является миокард. Он составляет основную массу. Именно миокард выполняет сократительную функцию. Миокард относится к исчерченным поперечно полосатым мышцам, состоит из индивидуальных клеток – кардиомиоцитов, которые связаны между собой в трехмерную сеть. Между кардиомиоцитами образуются плотные контакты.

Миокард прикрепляется к кольцам фиброзной ткани, фиброзному скелету сердца. Он имеет прикрепление к фиброзным кольцам. Миокард предсердий образует 2 слоя – наружный циркулярный, который окружает оба предсердия и внутренний продольный, который индивидуален для каждого.

В области впадения вен – полых и легочных образуются кольцевые мышцы, которые формируют сфинктеры и при сокращении этих кольцевых мышц кровь из предсердия не может поступить обратно в вены. Миокард желудочка образован 3мя слоями – наружным косым, внутренним продольным и между этими 2мя слоями – циркулярный слой.

Миокард желудочка начинается от фиброзных колец. Наружный конец идет косо к верхушке. На верхушке этот наружный слой образует завиток(vertex) и волокна переходят во внутренний слой. Между этими слоями находятся циркулярные мышцы, отдельные для каждого желудочка. 3х слойное строение обеспечивает укорочение и уменьшение просвета(диаметра).

Это и обеспечивает возможность выталкивания крови из желудочков. Внутренняя поверхность желудочков выстлана эндокардом, которая переходит в эндотелий крупных сосудов.

Эндокард покрывает клапаны сердца, окружает сухожильные нити. На внутренней поверхности желудочков миокард образует трабекулярную сеть и сосочковые мышц и сосочковые мышцы связаны со створками клапанов(сухожильными нитями). Именно эти нити удерживают створки клапана и не дают выворачиваться им в предсердие. В литературе сухожильные нити называются сухожильными струнами.

В сердце принято различать атрио-вентрикулярные клапаны- между предсердиями и желудочками – в левом – 2хстворчатом, в правом – 3х створчатый, состоящий из 3х створок. Клапаны открываются в просвет желудочков и пропускают кровь из предсердий в желудочек. Но при сокращении клапан закрывается и возможность крови поступать обратно в предсердие утрачивается.

В левом – величина давления намного больше. Более надежными являются структуры с меньшим числом элементов. У места выхода крупных сосудов – аорта и легочный ствол находятся полулунные клапаны, они представлены тремя кармашками. Эти клапаны при наполнении крови в кармашка происходит закрытие клапанов, обратное движение крови не происходит.

Назначение клапанного аппарата сердца – обеспечить односторонний ток крови. Поражение створок клапана приводит к недостаточности клапана. При этом наблюдается обратный ток крови – неплотное соединение клапанов, это нарушает гемодинамику. Границы сердца меняются . Получаются признаки развития недостаточности.

Вторая проблема, связанная с областью клапанов – стенозирование клапанов – стенозируется например венозное кольцо – просвет уменьшается .Когда говорят о стенозе – либо о атрии-вентрикулярынх клапанах, либо об месте отхождения сосудов. Над полулунными клапанами отходят коронарные сосуды.

У 50% людей кровоток правой больше чем в левой, у 20% кровоток больше в левой чем в правой, 30 % имеют одинаковый отток как в правой, так и в левой коронарной артерии. Развитие анастомозов между бассейнами коронарных артерий. Нарушение кровотоков коронарных сосудов сопровождается ишемией миокарда, стенокардии, а полная закупорка приводит к омертвлению – инфаркту.

Венозный отток крови идет по поверхностной системе вен, так называемый коронарный синус. Имеются вены, которые непосредственно открываются в просвет желудочка и правого предсердия.(АТЛАС!!!!!)

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: //studopedia.ru/1_94137_fiziologiya-krovoobrashcheniya.html

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

Физиология сердца. Физиология кровообращения

Гемодинамика сердца физиология

Местные механизмы. Закон Френка-Старлинга, или закон сердца постулирует, что в определенных пределах, чем сильнее наполняется кровью сердце во время диастолы, тем сильнее оно сокращается во время систолы. В законе  сердца находит проявление гетерометрическая саморегуляция миокарда, то есть изменение силы сокращения миокардиальных волокон при увеличении их длины.

Отражением гомеометрической саморегуляции является феномен Боудича (чем выше ЧСС, тем выше сила отдельного сокращения) и эффект Анрепа (увеличение силы сокращения при повышении давления в аорте).

В сердце реализуются периферические рефлексы, поскольку между слоями миоцитов имеются афферентные, эжжферентные и вставочные нейроны. Местный рефлекс с правого предсердия на левый желудочек усиливает его сокращения при усиленной мышечной работе.

Внешняя (экстракардиальная) нервная регуляция осуществляется симпатической и парасимпатической нервной системой.

Симпатический и парасимпатический отделы автономной нервной системы оказывают на сердце противоположные влияния.

Вагусные влияния заключаются в отрицательном хронотропном, инотропном, батмотропном, дромотропном эффектах. Медиатор –ацетилхолин. Действие опосредуется мускариновыми метаботропными холинорецепторами, активация которых через G-белки приводит к увеличению выходящего калиевого тока через ионные калиевые каналы. Рост электроотрицательности в клетках-пейсмекарах тормозит их активность.

Симпатические влияния могут быть определены как положительный хронотропный, инотропный, батмотропный, дромотропный эффекты.

Гормональная регуляция.

Гуморальная регуляция функций моиокарда осуществляется физиологически активными веществами, выделяющимися в кровь из эндокринных желез, а также ионным составом интерстиция. Повышение в тканевой жидкости содержания ионов калия тормозит деятельность сердца. Увеличение в среде концентрации ионов Са++, наоборот, увеличивает амплитуду и частоту сердечных сокращений.

Гормоны адреналин и тироксин стимулируют работу сердца.

Действие катехоламинов (адреналина и норадреналина) зависит от наличия в клетках-мишенях адренорецепторов. В сердце млекопитающих содержатся преимущественно β1 адренорецепторы, в то время как в гладких мышцах сосудов преобладают β2 . Неравномерно распределены в сердце и сосудах α-адренорецепторы. Результирующее действие катехоламинов на сердце стимулирующее силу и частоту сокращений.

Эндокринная функция сердца.

Известно, что мышечные клетки предсердий синтезируют и секретируют в кровоток гормон предсердный натрийуретический пептид.

Его выделение стимулируется растяжением предсердий, или изменениями содержания вазопрессина.

Спектр действия пептида широк, он повышает экскрецию натрия почками (и сопряженно с ним, хлора), подавляя реабсорбцию его в нефронах. Гормон расслабляет гладкие мышцы сосудов, снижая АД.

Лекция 12 Физиология кровообращения

Присущие крови функции она может осуществлять только при условии ее постоянного движения по кровеносным сосудам. У позвоночных животных система кровообращения замкнутая.

В анатомическом отношении различают артерии (артериолы), вены (венулы), и капилляры.

В функциональном отношении сосуды классифицируют следующим образом:

1.Амортизирующие сосуды (аорта и легочная артерия). Сглаживают пульсации крови при сердечном выбросе. 

2.Резистивные сосуды. Артерии и артериолы, для которых характерны толстые гладкомышечные стенки, способные сокращаться и расслабляться в процессе регуляции кровотока.

3.Сосуды-сфинктеры (артериолы) Способны открывать либо закрывать локальные капиллярные сети.

4.Обменные сосуды (капилляры), в них происходит обмен газов и различных веществ между кровью и тканевой жидкостью.

5.Емкостные сосуды. Посткапиллярные венулы, вены. Имеют клапанный аппарат, способствующий однонаправленному току крови. Содержат до 70% кровотока.

6.Шунтирующие сосуды – анастомозы между артериолами и венулами. Способствуют перераспределению кровотока.

Все кровеносные сосуды изнутри выстланы слоем эндотелиальных клеток. Для них характерны специфические функции, их интенсивно исследуют в последнее время.

В клетках эндотелия происходит синтез целого ряда физиологически активных соединений (пептид эндотелин, фактор релаксации монооксид азота). Клетки гладких мышц сосудов осуществляют изменение их просвета, образуя миогенный контур регуляции сосудистого тонуса.

Гладкомышечные клетки являются мишенью действия вазодилататорных и вазоконстрикторных влияний. Снаружи сосуды покрыты соединительной тканью.

Гемодинамика.

Гемодинамика –раздел физиологии кровообращения, исследующий законы движения крови в сосудистой системе с точки зрения физики. Кроме того под гемодинамикой понимают сам процесс перемещения крови по сосудам.

Движение крови по сосудам определяется давлением и сосудистым сопротивлением. Силу, создающую давление крови, определяет сердечный выброс. У человека в аорту при каждом сердечном толчке выталкивается 60-70 мл крови, это составляет 4-5 л/мин.

При каждой систоле-диастоле давление в аорте меняется от 120 до 80 мм рт.ст. у молодого здорового человека.

В плечевой артерии давление близко к аортальному, поэтому в ней АД измеряют по методу Короткова. В артериолах давление становится меньше, до 60 мм рт.ст., в капиллярах составляет единицы мм рт.ст. В полых венах оно чуть повышается, но все равно не превышает 10 мм рт.ст.

Почти во всех крупных сосудах кровь движется ламинарно, т.е. отдельными слоями параллельно оси сосуда. При этом у стенки, возле эндотелия, скорость крови минимальна. Форменные элементы концентрируются около оси, плазма- около стенок.

Наряду с ламинарным движением может в толстых сосудах встречаться турбулентное движение. Турбулентность наблюдается в местах сужения сосудов или их разветвления, а также при изгибах.

Формула Re=dvρ/η     если  Re < 200, течение будет ламинарным, если же Re>200 – турбулентным.

Вязкость крови η примерно в 5 раз превышает вязкость воды, но это при стандартных условиях определения. Вязкость крови сильно зависит от скорости и от агрегации эритроцитов. От вязкости крови зависит и сосудистое сопротивление:

R=8l η/ πr4

Одним из основных показателей гемодинамики является скорость кровотока. Различают объемную и линейную скорость движения крови.

Объемная скорость – это величина, показывающая количество крови, в мл, протекающее через поперечное сечение сосуда (или их совокупности в каком-то сосудистом бассейне органа) за единицу времени.

По закону Пуазейля  объемная скорость кровотока равна:

Q=πr4 /8l ηΔP

Или упрощенно

Vоб=Q/ πr2

Объемный кровоток определяют в мл/100 г ткани. При этом учитывают, что объемный кровоток всех сосудов равен минутному объему кровообращения, поскольку система у человека замкнутая, и через аорту в 1 мин проходит столько же крови, сколько через все магистральные артерии, вместе взятые.

Применительно к отдельным органам, объемная скорость кровотока максимальная скорость кровотока зарегистрирована в почках 400 мл/100 г /мин, в миокарде 100 мл/100 г /мин (в последнем случае понятно, что речь идет о кровоснабжении миокарда, а не о транзите крови через насос).

Линейная скорость кровотока – это скорость перемещения плазмы и форменных элементов по сосудам в единицу времени:

V=S/t

Поскольку суммарная площадь сосудов по мере их ветвления в органах увеличивается, линейная скорость кровотока в капиллярах минимальна. В аорте она составляет 20-25 см/с, в капиллярах 0,03-0,05 см/с. В венулах может повышаться до 5 см/с, в полых венах до 15 см/с.

Еще один показатель кровообращения – время кругооборота крови. Это период, за который кровь проходит оба круга кровообращения. В покое это время равно 20-23 с, при работе снижается в 2-2,5 раза, до 8-10 с.

Микроциркуляция.

Кровеносные капилляры являются самыми мелкими и многочисленными кровеносными сосудами организма.

Основная функция капилляров –доставка питательных веществ, кислорода, воды, катионов и анионов, сигнальных молекул к тканям и удаление из них продуктов обмена. Капилляры-центральное звено системы микроциркуляции.

  Под микроциркуляцией понимают ток крови через терминальные артериолы, прекапиллярные сфинктеры, капилляры и посткапиллярные венулы.

Диаметр капилляров не превышает 5-7 мкм, длина едва дотягивает до 0,1 мм. Скорость (линейная) кровотока меньше 3 мм/с. Зато количество капилляров в организме астрономически велико, до 40 млрд, площадь поперечного сечения 5-10 тыс см2. Эффективная обменная поверхность достигает 1000 м2. В мозге или почке 2-3 тыс капилляров сосредоточены в 1 мм3 .

Не все капилляры постоянно активны, часть их обычно выключено из кровотока прекапиллярными сфинктерами. Давление крови в капиллярах не велико, единицы мм рт.ст.

Стенки капилляров не содержат сократительных элементов, подобно артериолам, поэтому регуляция кровотока в них осуществляется воздействием на артериолы. В них имеется только слой эндотелия и соединительнотканная оболочка, жидкость через капилляр проходит свободно.

Проницаемость капилляров определяется числом и величиной пор (фенестр) в стенке. Обмен идет с использованием двух процессов – диффузии и фильтрации-реабсорбции. Диффузия – движение молекул и ионов из растворов по градиенту концентрации.

Через стенку капилляров вещества движутся двумя путями: через всю поверхность или по системе пор. Через поверхность диффундируют жирорастворимые вещества, О2, СО2, NO. Вода, водорастворимые молекулы, ионы, Na+, Cl+, K+ Ca++, глюкозы – диффундируют через поры.

Сейчас доказано существование аквапоринов, специальных переносчиков для подобных веществ.

Фильтрация и реабсорбция характерен для перемещения жтидкостей. Интенсивность фильтрации и реабсорбции определяется гидростатическим давлением в капилляре, онкотическим давлением плазмы в капилляре, онкотическим и гидростатическим давлением в тканевой жидкости.

Расчеты показывают, что артериальном конце капилляра может создаваться давление наружу около 37 мм рт.ст. Давление внутрь капилляра только 28 мм рт.ст. Поэтому фильтрационное давление может составить около 9 мм рт.ст., идет фильтрация.

Это относилось к артериальному концу капилляра. В венозном конце, наоборот, давление наружу 22 мм рт.ст., а внутрь, по прежнему, 28 мм рт.ст. Поэтому результирующее давление 6 мм рт.ст. направлено в просвет капилляра – идет реабсорбция.

Разница между общим давлением в начале и конце капилляра в 3 мм рт.ст. направлено на образование лимфы.

Количество жидкости, фильтруемое через стенки капилляров в минуту, отнесенное к 100 г ткани, характеризует  коэффициент капиллярной фильтрации. В сутки фильтруется до 20 л, в минуту 14 мл тканевой жидкости из капилляров. Реабсорбируется 12,5 мл/мин, или 18 л/сут. 2 литра оттекает по лиматическим сосудам.

Регуляция кровообращения.

Изменения уровня физической активности, положение тела в пространстве, эмоциональные сдвиги требуют быстрых реакций со стороны сердечно-сосудистой системы.

Исходя из формулы Пуазейля

Q=πr4 /8l ηΔP

можно понять, что трудно менять вязкость крови, длину сосуда, но можно изменить кровоток, причем эффективнее всего, если адресоваться с регулирующими воздействиями к просвету сосуда, поскольку его радиус в формуле стоит в четвертой степени. Природа пошла именно по этому пути.

Просвет сосуда определяется активностью гладкомышечных элементов его стенки. Все гладкие мышцы сосудов находятся в состоянии постоянной активности, или в состоянии тонуса.

Регуляция тонуса сосудов – и тем самым органного кровотока обеспечивает

1.Уровень кровообращения тканей

2.Поддержание АД

3.Перерасределение МОК между различными сосудистыми бассейнами.

Механизмы регуляции тонуса сосудов подразделяются на местные, нейрогенные и гуморальные.

Местная регуляция сосудистого тонуса позволяет регулировать просвет сосудов и кровоток в тканях без участия ЦНС и гуморальных факторов. Выделяют четыре группы факторов местной регуляции кровотока.

1.Миогенная ауторегуляция. Изменения напряжения гладких мышц сосудистой стенки при изменении их длины (степени растяжения). Изменени давления в сосуде приводит к растяжению стенки – и далее снова к возврату в первоначальное положение.

Источник: //www.stud24.ru/anatomy/fiziologiya-serdca-fiziologiya-krovoobrashheniya/496315-1915269-page2.html

Общий Врач
Добавить комментарий