47. Внешние проявления работы сердца (систолический и минутный объемы крови, сердечный толчок, экг).
1. Систолический и минутный объем крови
Объем крови, выбрасываемый каждым желудочком в сосуды при одной систоле, определяется как систолический, или ударный объем крови. В состоянии покоя обычно выбрасывается 1/3—1/5 часть всей имеющейся крови в желудочках. Остающаяся кровь находится как бы в своеобразном депо, которая мобилизуется в кровяное русло при экстремальных условиях, требующих немедленного увеличения кровообращения. В этих случаях систолический объем может увеличиваться в 1,5–2 раза.
Минутный объем кровообращения (МОК) представляет собой количество крови, перекачиваемое одним желудочком за одну минуту. Систолический объем умноженный на число сердечных сокращений в 1 мин составит минутный объем кровообращения.
На величину систолического объема и МОК влияют многие факторы: количество притекающей к сердцу крови, емкость сердечных полостей, сила сердечных сокращений, сопротивление стенок кровеносных сосудов. При мышечной работе МОК увеличивается как за счет увеличения систолического объема, так и за счет повышения частоты сердечных сокращений.
2. Сердечный толчок
Сердечным толчком называется небольшое периодическое выпячивание грудной стенки в области сердца, синхронное систоле желудочков.
Кардиографические и клинические наблюдения показывают, что сердечный толчок возникает в период напряжения желудочковой мышцы, до открытия полулунных клапанов и изгнания крови в аорту. Сердечный толчок совпадает с первым тоном и чуть предшествует пульсу сонных артерий. Он возникает вследствие изменения поперечного диаметра сердца во время фазы напряжения. В начале систолы сердце округляется и давит своей боковой стороной на грудную клетку. Сердечный толчок происходит в период замкнутых клапанов, когда парусные клапаны только что захлопнулись, а полулунные еще не открылись, и связывается с нарастающим внутрижелудочковым давлением.
Сердечный толчок бывает верхушечный, когда сердце во время систолы ударяется верхушкой левого желудочка (у мелких животных), и боковой, когда сердце ударяется боковой стенкой. У сельскохозяйственных животных сердечный толчок исследуют слева в области 4–5–го межреберья и при этом обращают внимание на его частоту, ритмичность, силу и место расположения.
3. ЭКГ
Одним из методов, нашедших широкое применение в клинической практике при исследовании сердечной деятельности является электрокардиография. При работе сердца в разных его отделах возникают возбужденные (-) и не возбужденные (+) заряженные участки. В результате этой разницы потенциалов возникают биотоки, которые распространяются по организму и улавливаются с помощью электрокардиографов. В состоянии покоя мышца сердца поляризована, когда положительные и отрицательные заряды взаимно сбалансированы и движения тока нет. При деполяризации потенциал действия (ПД) начинает распространяться по миокарду и на электрокардиограмме (ЭКГ) возникает зубец. Затем наступает реполяризация и снова образуется зубец. Для записи биотоков сердца в обязательном порядке делают три стандартных отведения от конечностей:
I – от пястей правой и левой конечностей;
II – от пясти правой и плюсны левой;
III – от пясти и плюсны левых конечностей.
Иногда применяют другие отведения.
В ЭКГ (рис. 11.) различают систолический период – от начала одного зубца Р до конца зубца Т.
В период диастолы токи действия не возникают и электрокардиограф регистрирует прямую изоэлектрическую линию от конца зубца Т до начала зубца Р (диастолический период). Его продолжительность зависит от частоты сердечных сокращений. Зубцы Р, R, Т определяют, как положительные, а Q и S – как отрицательные. На ЭКГ кроме того, регистрируются интервалы Р—Q, S—Т, Т—Р, R—R, комплексы Q —А—S, и Q— R—S— Т.
Рис. 11. Схема электрокардиограммы.
Каждый из этих элементов отражает время и последовательность возбуждения различных участков миокарда. Сердечный цикл начинается с возбуждения предсердий, что на ЭКГ отражается появлением зубца Р. У животных он обычно раздвоен в силу неодновременного возбуждения правого и левого предсердия. Интервал Р—Q показывает время от начала возбуждения предсердий до начала возбуждения желудочков, т.е. время прохождения возбуждения по предсердиям и его задержку в атривентрикулярном узле. При возбуждении желудочков записывается комплекс Q—R—S. Продолжительность интервала от начала Q до конца зубца Т отражает время внутрижелудочковой проводимости. Зубец Q возникает при возбуждении межжелудочковой перегородки. Зубец R образуется при возбуждении желудочков. Зубец S свидетельствует, что желудочки полностью охвачены возбуждением. Зубец Т соответствует фазе восстановления (реполяризации) потенциала миокарда желудочков. Интервал Q —Т (комплекс Q—R—S—T) показывает время возбуждения и восстановления потенциала миокарда желудочков. По интервалу R—R определяют время одного сердечного цикла, длительность которого также характеризуется частотой сердечного ритма. Расшифровку ЭКГ начинают с анализа второго отведения, два других имеют вспомогательный характер. При расшифровке обращают внимание на величину зубцов (в мм), форму зубцов, их направленность, продолжительность комплексов и интервалов (в секундах).
48. Закон гемодинамики, линейная и объемная скорость движения крови. Пульс – методы измерения, характеристика показателей. Кровяное давление - методы измерения, его регуляция. Регуляция просвета кровеносных сосудов.
1. Закон гемодинамики, линейная и объемная скорость движения крови
Наука изучающая движение крови по сосудам получила название гемодинамики. Ее законы общие с гидродинамикой (учении о движении жидкостей). Согласно закону гидродинамики, ток жидкости по сосудам определяется двумя силами:
1. Давлением (Р) под которым она движется, т.е. разностью давлений в начале и конце трубы. Это сила, способствующая движению.
2. Сопротивлением (R), которое вследствие вязкости, трения о стенки сосуда и вихревых движений испытывает жидкость. Сопротивление препятствует движению.
Отношение разности давления к сопротивлению определяет объемную скорость тока жидкости (основной закон гемодинамики).
Q= (P1 - P2) / R
Основными показателями гемодинамики являются:
1. Объемная скорость кровотока.
2. Линейная скорость (скорость кругооборота крови).
3. Давление в разных участках сосудистого русла.
Объемная скорость - это количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени (1 мин). В норме отток крови от сердца равен ее притоку к нему, это означает, что объемная скорость является величиной постоянной.
Линейная скорость - это скорость движения крови вдоль сосуда. Она различна в отдельных участках сосудистого русла и зависит от общей суммы площади просветов конкретного отдела сосудов.
В аорте поперечное сечение - 8 см2, скорость движения крови составляет 50-70 см/с. В капиллярах общее сечение всех сосудов равно 8000 см2, скорость движения крови составляет 0,05 см/с.
В артериях скорость кровотока 20-40 см/с, артериолах - 0,5-10 см/с, в полой вене - 20 см/с.
В связи с выбросом крови из сердца в сосуды отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер.
Непрерывность тока по всей системе сосудов связана с упругими свойствами аорты и артерий. Основная кинетическая энергия, обеспечивающая движение крови, сообщается ей сердцем во время систолы. Часть этой энергии идет на проталкивание крови, другая - превращается в потенциальную энергию растягиваемой стенки аорты и артерий во время систолы. Во время диастолы эта энергия переходит в кинетическую энергию движения крови.
Периферическое сопротивление складывается из сопротивления каждого сосуда. В состоянии покоя открыта лишь небольшая часть капилляров. Большое количество из них включено в кровоток параллельно. Поэтому суммарное сопротивление капилляров будет значительно меньше, чем в артериях. Определяет сопротивление вязкость крови, но она непостоянна в разных участках сосудистого русла. Чем меньше диаметр сосуда, тем меньше вязкость. Основными сосудами сопротивления (резистивными) являются артерии и артериолы. Они имеют малый диаметр (15-70 мкм), толстый слой кольцевой гладкой мускулатуры, сокращаясь, может значительно уменьшать диаметр и повышать сопротивление кровотоку. При этом АД в них повышается. Снижение тонуса артериол способствует оттоку крови из артерий и понижению в них АД. Следовательно, изменение диаметра артериол есть главный регулятор уровня общего АД. В работающих органах тонус стенок артериол понижается, кровоснабжение улучшается. В неработающих - наоборот. Это поддерживает необходимый уровень АД.
Сердце, проталкивая кровь в сосуды, создает в них давление, необходимое для кровотока. Давление определяет скорость кровотока и способствует преодолению сопротивления. В крупных и средних артериях давление снижается всего на 10 %. В артериолах и капиллярах на 85 %.
Важным условием для нормальной циркуляции крови является ее соотношение в артериях и венах:
в артериях содержится 27 % крови,
в венах - 73 %.
2. Пульс – методы измерения, характеристика показателей
Пульс – это колебание стенки артерии в результате поступления крови при сокращении сердца. Пульс в норме отражает частоту сокращений сердца, которая в покое равна 60-90 (100) ударов в минуту.
Измерить уровень пульса можно различными способами, однако чаще всего для этого используются 3 техники — ручное измерение пульса, применение тонометра и применение специального фитнес-браслета.
Ручной замер пульса
Самым древним и простым методом измерения пульса является ручной замер. Выглядит он следующим образом:
Человек прикладывает руку к запястью и нащупывает пульсирующую область.
После этого он подсчитывает количество пульсаций за одну минуту — это и будет пульс человека.
В случае необходимости процедуру измерения можно немного упростить. Например, вы можете подсчитать количество ударов за 30 секунд — после этого нужно умножить это число на 2, чтобы получить приблизительное количество пульсаций (при этом обратите внимание — чем короче период замера, тем менее точные результаты вы получите).
Тонометр
Еще одним методом измерения пульса является использование специальных тонометров. Алгоритм проведения замеров выглядит так:
На руку надевается специальный рукав, который подсоединен к тонометру.
После этого рукав накачивается воздухом, а через несколько мгновений он начинает понемногу выпускать воздух.
Стравливание воздуха продолжается до тех пор, пока уровень пульсации в руке и уровень давления в рукаве не выровняются.
После этого электронная схема в составе тонометра оценивает примерный уровень пульса в руке и выводит это значение на экран.
Фитнес-браслет
Также широкое распространение получили оптические фитнес-браслеты, которые позволяют очень точно определить уровень пульса практически в любой момент времени. Умный браслет с измерением пульса и давления работает следующим образом:
Браслет для измерения давления и пульса надевается на запястье и запускается.
Во время работы браслет излучает небольшие световые лучи, которые падают на кожу, которая немного пульсирует под действием силы пульса.
После попадания на кожу световые лучи рассеиваются в зависимости от характера пульсации, что фиксируется датчиками света на браслете.
Электронная схема оценивает характер рассеивания световых лучей и определяет уровень пульса в данный момент у человека.
Специалистами выделяется шесть основных характеристик пульса:
1. Ритм – чередование колебаний стенок артерий через равные временные промежутки. В норме пульс ритмичный и интервалы следующих друг за другом толчками почти одинаковы. Однако при различных патологиях этот показатель нарушается и возникает аритмия (то есть чередования колебаний стенок артерий возникают через разные временные промежутки).
2. Частота – отображает число возникающих за одну минуту колебаний артериальных стенок. Пульс может быть редким, умеренным или частым. Показатели нормы частоты пульса зависят от многих факторов, а норма оценивается по возрасту пациента. При некоторых патологиях сердца или сосудов частота сердечных сокращений и частота пульса могут не совпадать (например, в тех случаях, когда сердечные камеры заполняются кровью не полностью).
3. Наполнение – отражает объем крови, выбрасываемый в артерии из сердечных камер. В норме просвет артерии заполняется полностью и колебания сосудистых стенок становятся более ощутимыми – такой показатель характеризуется как «полный пульс». При плохо прощупываемом пульсе врач характеризует его как «пустой».
4. Напряжение – определяется силой нажатия на артерию, которая необходима для полной остановки тока крови в просвете артерии. Этот показатель зависит от уровня систолического давления. При гипертензии пульс становится твердым (или напряженным) и для пережатия артерии необходимы усилия, а о мягком пульсе говорят в тех случаях, когда такое действие выполняется без приложения особых усилий.
5. Величина – зависит от наполнения и напряжения. Определяется степенью колебания артериальных стенок между сокращением и расслаблением, а также эластичностью сосудов. Выделяется несколько разновидностей величины пульса. Малый пульс провоцируется сужением аорты, чрезмерной эластичностью сосудистых стенок или сердечной тахикардией. Большой – возникает в тех случаях, когда сердце перекачивает больший объем крови по перенапряженным кровеносным сосудам (например, при гиперпродукции гормонов щитовидной железы или пороках клапанов аорты). Перемежающийся – вызывается тяжелыми поражениями сердечной мышцы и появляется при чередовании больших и малых волн. Нитевидный пульс характеризуется слабым прощупыванием ударов и возникает при массивных кровотечениях или шоковых состояниях.
6. Форма – определяется только инструментальным путем и отображает скорость изменения объема артериального просвета при наполнении сосуда кровью. Оценивая этот параметр пульса, врач может характеризовать его как медленный, скорый или дикротический.
3. Кровяное давление - методы измерения, его регуляция
Кровяное давление — давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов, или, по-другому говоря, превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным, один из важных признаков жизни. Наиболее часто под этим понятием подразумевают артериальное давление. Кроме него, выделяют следующие виды кровяного давления: внутрисердечное, капиллярное, венозное. При каждом ударе сердца кровяное давление колеблется между наименьшим (диастолическим) и наибольшим (систолическим).
В настоящее время известны три способа измерения артериального давления: инвазивный (прямой), аускультативный и осциллометрический.
Инвазивный (прямой) метод измерения артериального давления. Иглу или канюлю, соединенную трубкой с манометром, вводят непосредственно в артерию. Основная область применения – кардиохирургия. Прямая манометрия - практически единственный метод измерения давления в полостях сердца и центральных сосудах. Венозное давление надежно измеряется так же прямым методом. В клинико-физиологических экспериментах применяется суточное инвазивное мониторирование артериального давления. Игла, введенная в артерию, промывается гепаринизированным солевым раствором с помощью микроинфузатора, а сигнал датчика давления непрерывно записывается на магнитную ленту.
Недостатком прямых измерений давления крови является необходимость введения измерительных устройств в полость сосуда.
Без нарушения целостности сосудов и тканей осуществляется измерение давления крови с помощью инвазивных (непрямых) методов. Большинство непрямых методов являются компрессионными - они основаны на уравновешивании давления внутри сосуда внешним давлением на его стенку.
Простейшим из таких методов является пальпаторный способ определения систолического артериального давления, предложенный Рива-Роччи. При использовании данного метода на среднюю часть плеча накладывают компрессионную манжету. Давление воздуха в манжете измеряется с помощью манометра. Накачиванием воздуха в манжету давление в ней быстро поднимается до значения, превышающего систолическое. Затем воздух из манжеты медленно выпускают, одновременно наблюдая за появлением пульса в лучевой артерии. Зафиксировав пальпаторно появление пульса, отмечают в этот момент давление в манжете, которое и соответствует систолическому давлению.
Из неинвазивных (непрямых) методов наибольшее распространение получили аускультативный и осциллометрический методы измерения давления.
Аускультативный метод Н. С. Короткова. Аукультативный метод имеет наибольшее распространение и основан на установлении систолического и диастолического давления по возникновению и исчезновению в артерии особых звуковых явлений, характеризующих турбулентность потока крови, - тонов Короткова. На область плеча накладывается компрессионная манжета. В манжету накачивается воздух до установления давления больше систолического. Давление, согласно закону Паскаля, передается на мягкие ткани и сосуды в глубине их. Артерия пережимается, кровь не течет и тоны Короткова не обнаруживаются. При выходе воздуха из манжеты давление, действующее на артерию, уменьшается. При равенстве наружного давления систолическому кровь начинает прорываться сквозь сдавленный манжетой участок артерии, и возникают характерные звуки, сопровождающие турбулентное течение крови и прослушиваемые с помощью фонендоскопа. В момент возникновения тонов по манометру определяют систолическое давление. Момент исчезновения шумов соответствует равенству измеряемого наружного давления диастолическому. Необходимо отметить, что систолическое и диастолическое давления только оцениваются, так как точно определяются по этому методу полное и статическое давления в кровеносном сосуде. Приборы, используемые для измерения давления крови, называют сфигмоманометрами.
Осциллометрический метод. Метод основан на том, что при прохождении крови во время систолы через сдавленный участок артерии в манжете возникают микропульсации давления воздуха, анализируя которые можно получить значения систолического, диастолического и среднего давления. Систолическому давлению обычно соответствует давление в манжете, при котором происходит наиболее резкое увеличение амплитуды осцилляций, среднему – максимальный уровень осцилляций и диастолическому – резкое ослабление осцилляций.
Кровяное давление обеспечивает продвижение крови по капиллярам организма, осуществление обменных процессов между капиллярами и межклеточной жидкостью и в конечном итоге нормальное протекание обменных процессов в тканях.
Постоянство кровяного давления поддерживается по принципу саморегуляции. Согласно этому принципу любое отклонение какой-либо жизненно важной функции от нормы является стимулом для возвращения ее к нормальному уровню.
Любое отклонение кровяного давления в сторону повышения или понижения вызывает возбуждение специальных барорецепторов, расположенных в стенках кровеносных сосудов. Особенно велико скопление их в дуге аорты, каротидном синусе, сосудах сердца, мозга и т. п. Возбуждения от рецепторов по афферентным нервным волокнам поступают к сосудодвигательному центру, расположенному в продолговатом мозге, и изменяют его тонус. Отсюда импульсы направляются к кровеносным сосудам, изменяя тонус сосудистой стенки и, таким образом, величину периферического сопротивления току крови. Одновременно изменяется и деятельность сердца. Вследствие этих влияний отклонившееся кровяное давление возвращается к нормальному уровню.
Кроме того, на сосудодвигательный центр оказывают влияние особые вещества, вырабатывающиеся в различных органах (так называемого гуморальные воздействия). Таким образом, уровень тонического возбуждения сосудодвигательного центра определяется взаимодействием на него двух видов влияний: нервных и гуморальных. Одни влияния ведут к повышению тонуса и возрастанию кровяного давления — так называемые прессорные влияния; другие — снижают тонус сосудодвигательного центра и оказывают, таким образом, депрессорный эффект.
Гуморальная регуляция уровня кровяного давления осуществляется в периферических сосудах путем воздействия на стенки сосудов особых веществ (адреналин, норадреналин и др.).
4. Регуляция просвета кровеносных сосудов
Нервная регуляция
На просвет кровеносных сосудов оказывают влияние различные отделы ЦНС.
В.Ф. Овсянников в 1871 г. установил, что сосудодвигательный центр находится в продолговатом мозге (дно 4-го мозгового желудочка). Центр имеет 2 отдела:
а) прессорный – сосудосуживающий (тонус его наиболее выражен);
б) депрессорный – сосудорасширяющий.
Свое влияние на сосуды центр оказывает через вегетативную НС:
- симпатические нервы являются сосудосуживающими (вазоконстрикторы), (однако сосудосуживающий эффект симпатич. нервов не распространяется на сосуды мозга, легких, сердца и работающих скелетных мышц);
- парасимпатические нервы являются сосудорасширяющими (вазодилятаторы).
Пример: Клод Бернар при односторонней перерезке симпатического нерва у кролика: при перерезке сосуды соответствующего уха расширились, ухо покраснело, а при раздражении конца симпатического нерва сосуды уха сузились, и оно побледнело (опыт К. Бернара).
Кора ГМ также оказывает влияние на просвет кровеносных сосудов.
Гуморальная регуляция
Суживают просвет кровеносных сосудов и повышают величину кровяного давления: норадреналин, вазопрессин (зад. доля гипофиза), серотонин, ренин (гипертензия почечного происхождения).
Расширяют просвет кровеносных сосудов и понижают давление: ацетилхолин, гистамин, АТФ, брадикинин, простогландины.