2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_практикум_Часть_1_Зинчук_В_В_2014

среднем.дыхании..У.взрослого.человека.этот.тип.аритмии.выявляется.только.при.глубоком.дыхании..Дыхательная.аритмия.вызвана. повышением. тонуса. симпатического. отдела. ВНС. во. время. вдоха. и.парасимпатического.отдела.—.во.время.выдоха.

Учащение.пульса,.пропорциональное.нагрузке,.наблюдается. при. мышечной. работе,. эмоциональном. возбуждении,. напряженной.умственной.работе,.усиленной.деятельности.пищеварительного. тракта,. повышении. температуры. тела. и. др.. При. выполнении. одинаковой. по. величине. и. длительности. работы. пульс. у. людей,. тренированных.к.мышечной.деятельности,.учащается.меньше,.чем. у.нетренированных..Если.же.мышечная.работа.является.для.данного. лица. максимальной. (например,. бег. в. течение. 2–5. минут. с.наивысшей.скоростью),.то.достигаемая.при.этом.максимальная. ЧСС.тем.выше,.чем.больше.степень.мышечной.тренированности.. У.высокотренированных.спортсменов.сердце.может.работать.при. частоте.пульса.260.уд/мин,.тогда.как.у.нетренированных.лиц.наибольшая.ЧСС.не.превышает.200.уд/мин.

Важно.отметить,.что.чем.реже.пульс.(но.не.менее.60.уд/мин),. тем. более. полноценно. и. экономно. протекают. фазы. сердечного. цикла..В.частности,.достаточная.по.продолжительности.диастола. обеспечивает:

исходную. поляризацию. клеток. миокарда. за. счет. нормаль- ной.длительности.работы.Na+/K+-насоса;

полноценное.удаление.ионов.Са2+.из.цитоплазмы.в.цистерны.саркоплазматического.ретикулума;

ресинтез.гликогена;ресинтез.АТФ;

белковый.синтез,.в.частности.восстановление.разрушенных. в.период.систолы.ультраструктур;

полноценное.диастолическое.наполнение.сердца.кровью. Физические. нагрузки. сопровождаются. увеличением. ЧСС..

Однако. умеренные. и. правильно. организованные. физические. нагрузки. не. увеличивают. биологический. возраст. и. не. сокращают. предполагаемую.продолжительность.жизни,.а.оказывают.противоположное. действие.. Увеличение. ЧСС. при. физических. нагрузках. кратковременно..В.результате.регулярных.нагрузок.и.тренировки. сердечно-сосудистой.системы.постепенно.уменьшается.ЧСС.в.по- кое..Положительный.эффект.физических.нагрузок.более.выражен.

у.мужчин.(больший.процент.скелетных.мышц.и.другие.физиологические. особенности),. организм. которых. более. чувствителен. к.гипокинезии.(недостаточная.двигательная.активность,.дефицит. пространственных.перемещений).и.гиподинамии.(отрицательные. изменения.при.низкой.физической.активности,.дефицит.силовых. нагрузок),.чем.у.женщин.

3.5. Гемодинамическая функция сердца

В.процессе.сокращения.сердце.перекачивает.кровь.из.венозного.русла.в.артериальное..Одностороннее.движение.крови.обеспечивается.сокращением.сердечной.мускулатуры.и.системой.клапанов..Различают.два.круга.кровообращения:

большой круг кровообращения.(системное.кровообращение):. левый. желудочек. . аорта. . артерии. . капилляры. . вены. . нижняя.и.верхняя.полая.вены. .правое.предсердие;

малый круг кровообращения.(легочное.кровообращение):.правый.желудочек. .легочный.ствол. .правая.и.левая.легочные.артерии. .артерии. .капилляры. .вены. .четыре.легочные.вены. . левое.предсердие.

Дополнительно.можно.выделить.внутрисердечный круг кровообращения:.аорта. .правая.и.левая.венечные.(коронарные).артерии. .артерии. .капилляры. .вены. .венечный.(коронарный). синус.(пазуха). .правое.предсердие.(часть.вен.в.виде.пор.открываются.непосредственно.в.просвет.полостей.сердца).

Время кругооборота крови.—.время.однократного.прохожде- ния. частицы. крови. по. большому. и. малому. кругам. кровообращения.. В. норме. составляет. 17–25. с.. На. прохождение. через. малый. круг.затрачивается.около.1/5,.а.на.прохождение.через.большой.—. 4/5.этого.времени.

Наполнение.сердца.кровью.обусловлено.рядом.причин:это.остаток.движущей.силы,.созданный.предыдущим.сокра-

щением.сердца;аортальная.компрессионная.камера.и.эластичность.сосудов;сокращение. скелетных. мышц. («венозная. помпа». (насос),.

«периферические.мышечные.“сердца”».(по.Н.И..Аринчину));

присасывающее. действие. грудной. клетки,. диафрагмальный. насос,.наличие.клапанов.в.венах;

присасывающее. действие. сердца. (во. время. систолы. желудочков. атриовентрикулярная. перегородка. смещается. книзу,. что. вызывает.расширение.предсердий.и.приток.в.них.крови.из.полых. вен,. а. во. время. диастолы. желудочков. в. их. расслабляющихся. полостях.создается.отрицательное.давление,.способствующее.поступлению.крови);

сокращение.вен.под.влиянием.нервных.и.гуморальных.факторов.

Переключение. из. состояния. покоя. к. активной. деятельности. сопровождается.активацией.симпатического.отдела.ВНС.и.повышением.тонуса.сосудов..В.частности,.происходит.активное.сокращение.вен.и.значительные.объемы.крови.поступают.из.депо.в.активную. циркуляцию,. увеличивая. объем. циркулирующей. крови. (ОЦК).и.венозный.возврат.

3.6. работа сердца

При. сокращении. миокарда. кровь. получает. потенциальную. энергию,. которая. в. период. изгнания. переходит. в. кинетическую. энергию. движущейся. крови.. Полная. работа. сердца. за. систолу. представляет.собой.сумму.потенциальной.и.кинетической.энергии. крови..Работа.сердца.рассчитывается.по.формуле

где.А.—.работа.сердца.в.Дж,.1.Дж.=.1.Н.·.1.м;.Р.—.среднее.систо- лическое.давление,.мм.рт..ст.;.СО.—.систолический.объем,.мл;.m.—. масса.крови.систолического.объема,.г;.v.—.скорость.движения.кро- ви,.см/с.

На. долю. mv2/2,. т.е.. кинетическую энергию,. приходится. от. 1. до.5.%.работы.сердца.в.покое.(до.50.%.при.физической.нагрузке),. поэтому. общее. значение. работы. определяется. главным. образом. произведением. среднего. систолического. давления. на. СО.. Важно. отметить,.что.СО.правого.и.левого.желудочков.в.норме.одинаковы.. Кратковременные.отличия.СО.до.20.%.возможны.при.физической.

нагрузке. из-за. процессов. выхода/входа. крови. в. депо.. Если. СО. правого.желудочка.будет.на.20.%.выше.левого.1–2.и.более.минут,. то.наступит.отек.легких..При.сокращении.левого.желудочка.среднее. систолическое. давление. около. 100. мм. рт.. ст.,. что. примерно. в.6.раз.больше,.чем.соответствующее.давление.в.правом.желудочке. (15. мм. рт.. ст.).. Соответственно,. при. одинаковом. объеме. перекачиваемой.крови,.левый.желудочек.выполняет.гораздо.большую. работу,.чем.правый..В.результате.более.интенсивной.работы.левый. желудочек.является.наиболее.ранимым.отделом.сердца.для.ишемических.повреждений.и.развития.гипертрофии.

Энергию.для.совершения.работы.сердце.почти.целиком.получает. путем. аэробных. процессов.. Скелетные. мышцы. в. отличие. от. сердца. при. кратковременных. нагрузках. могут. освобождать. энергию.путем.анаэробных.процессов,.формируя.«кислородный.долг».. Исходя.из.этого,.при.увеличении.работы.сердца.должно.адекватно. увеличиваться.потребление.О2..Однако.эффективность.его.использования. различна. в. зависимости. от. характера. сокращения. миокарда.. Максимальная. эффективность. наблюдается,. когда. работа. сердца. возрастает. в. результате. увеличения. ударного. объема. без. изменений. среднего. давления. и. ЧСС.. Минимальная. эффективность.наблюдается,.когда.работа.сердца.увеличивается.в.результате.повышения.среднего.артериального.давления.(АД).без.изменений.ударного.объема.и.ЧСС..Поэтому.потребление.О2.миокардом. изменяется.не.пропорционально.выполняемой.работе,.а.в.строгой. зависимости.с.развиваемым.миокардом.общим.напряжением.(степенью. напряжения. волокон. миокарда).. Величину. напряжения. миокарда.определяют.путем.расчета.индекса.времени.напряжения. (ИВН):

.ИВН = P длительность систолы ЧСС,

где.Р.—.среднее.систолическое.давление,.мм.рт..ст.

Чем.больше.составляющие.ИВН,.тем.больше.потребление.О2. и.нагрузка.на.миокард.

3.7. систолический и минутный объемы крови в условиях покоя и при физической нагрузке. значение тренировки сердца

Показателями,. характеризующими. сократительную. активность,. являются.величины.систолического.и.минутного.объема.крови.

Систолический объем. —. количество. крови,. выбрасываемое. каждым.из.желудочков.в.сосудистую.систему.за.1.сокращение.(синоним:.ударный.объем,.УО)..СО.зависит.от.роста.и.массы.тела..В.по- кое.СО.равен.70–80.мл.(в.зависимости.от.росто-весового.соотноше- ния.до.100.мл)..При.нагрузке.СО.увеличивается.до.140–170.мл.

Минутный объем крови.(МОК).—.количество.крови,.выбрасы- ваемое.каждым.из.желудочков.в.сосудистую.систему.за.1.минуту. (в.артериальную.систему.большого.и.малого.круга.кровообращения. за. единицу. времени. при. каждой. систоле. в. норме. выбрасывается. одинаковое.количество.крови)..МОК.рассчитывают.по.формуле:

. МОК.=.ЧСС.·.СО,

где.МОК.—.минутный.объем.крови,.мл/мин;.ЧСС.—.частота.сер- дечных.сокращений,.уд/мин;.СО.—.систолический.объем,.мл.

В.покое.МОК.составляет.5000–6000.мл/мин..При.физической. нагрузке. МОК. может. увеличиваться. до. 15.000–20.000. мл/мин.. У.людей,.адаптированных.к.тяжелому.физическому.труду.и.у.тренированных.спортстменов.МОК.при.физической.нагрузке.может. достигать. 30.000–40.000. мл/мин.. Огромное. влияние. на. сократительную.активность.миокарда.оказывают.регулярные.физические. нагрузки.. У. спортсменов. при. физической. нагрузке. значительно. увеличивается. систолический. объем. и. ЧСС. растет. пропорционально. нагрузке. (экономная. и. эффективная. работа),. а. у. нетренированных. людей. значительно. увеличивается. ЧСС. при. малоизменяющемся.или.даже.уменьшающемся.систолическом.объеме. (неэкономная.работа).

Сердечный индекс.—.отношение.величины.МОК.к.поверхно- сти.тела.человека.в.м2..Так.как.у.человека.весом.70.кг.поверхность. тела. приблизительно. равна. 1,7. м2,. то. сердечный. индекс. для. него. равен.3,0–3,5.л/мин.·.м2.

где.СИ.—.сердечный.индекс,.л/мин. .м2;.МОК.—.минутный.объем. крови,.л/мин;.S.—.площадь.поверхности.тела,.м2.

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

где.ИК.—.сердечный.индекс,.мл/кг/мин;.МОК.—.минутный.объем.

крови,.мл/мин;.МТ.—.масса.тела,.кг.

В.норме.ИК.составляет.около.70.мл/кг/мин.

Сердечный выброс.—.количество.крови,.выбрасываемое.серд- цем.в.сосудистую.систему.в.единицу.времени..Объединяет.понятия. СО.и.МОК..Иногда.этот.термин.используется.как.синоним.МОК.

Следует.различать.понятия.МОК.и.объем циркулирующей крови. (ОЦК)..У.человека.массой.70.кг.около.4–6.л.крови..В.покое.при- мерно.1/3–1/2.общего.объема.крови.активно.циркулирует.по.со- судам.—.это.и.есть.ОЦК,.составляющий.2–3.л..В.сосудистых.спле- тениях. и. межклеточном. пространстве. селезенки,. печени,. кожи,. легких.и.других.органов.(органы-резервуары,.или.депо.крови).депо- нируется.1/2–2/3.общего.объема.крови.(3–4.л)..Между.циркули- рующей.и.депонируемой.кровью.постоянно.происходит.динамический. обмен. и. депонируемая. кровь. может. быть. быстро. включена. в.циркуляцию.в.случае.потребности.(физические.и.нервно-психи.- ческие. нагрузки,. повышение. потребности. организма. в. кислороде. и. др.).. Так. как. в. покое. ОЦК. —. 2–3. л,. а. МОК. —. 4–6. л,. то. время полного кругооборота.крови.составляет.примерно.33.систолы.или. около.половины.минуты.

Регуляция.МОК.осуществляется.главным.образом.путем.изменения. венозного. возврата,. т.е.. кровенаполнения. сердца.. Имеется. две.основные.группы.причин,.увеличивающих.венозный.возврат:

усиление. метаболизма. тканей,. вызывающее. вазодилатацию. и.увеличение.притока.крови.к.сердцу;

возбуждение.ЦНС,.вызывающее.вазоконстрикцию.и.выброс. крови.из.депо.

Определенное.значение.также.имеет.наличие.конечного.систолического. объема. крови. в. желудочках,. который. может. дополнительно.выбрасываться.в.сосудистую.систему..Непосредственно.изменение.МОК.реализуется.путем.изменения.ЧСС.и.СО.

Для.определения.МОК.можно.использовать.инвазивные.и.неинвазивные.методы.исследования.

Прямые инвазивные:.катетеризация.полостей.сердца.и.сосудов.

Непрямые инвазивные:

метод.А..Фика;метод.разведения.красителя.(индикатора).

Непрямые неинвазивные:

эхокардиография.(ЭхоКГ).с.допплеровским.анализом.(допплеровская.эхокардиография);

тетраполярная.грудная.реография.

Классический.метод определения МОК.предложен.А..Фиком. (A..Fick,.1829–1901).в.1870.г..Метод.обладает.высокой.точностью.. Недостатком. данного. метода. является. необходимость. получения. образцов.артериальной.и.смешанной.венозной.крови.(катетеризация.правого.предсердия).

Расчет МОК по методу Фика:

где.VО2.—.потребление.О2.в.минуту,.мл;.СаО2.—.концентрация.О2. в. артериальной. крови,. об%;. СvO2. —. концентрация. О2. в. венозной. крови,.об%.

При. использовании. метода разведения индикаторов. (красящее. или. радиоактивное. вещество). учитывается. количество. введенного.вещества.и.скорость.его.разведения.в.крови.(длительность. волн. циркуляции,. кривая. разведения).. При. большем. значении. МОК.разведение.индикатора.наступает.быстрее.

Допплеровская эхокардиография. (ЭхоКГ,. или. УЗИ сердца). является.наиболее.распространенным.клиническим.методом.определения.МОК..Данный.метод.основан.на.эффекте.Допплера:.сигнал,. посланный. датчиком,. отражается. от. движущихся. объектов. (форменных. элементов. крови),. и. частота. сигнала. меняется. пропорционально.скорости.кровотока..Это.изменение.частоты.сигнала. фиксируется,. производится. математическая. обработка,. в. результате.которой.делается.заключение.о.скорости.кровотока.в.определенном.месте.сосудистого.русла.

Для.исследования.кровенаполнения.различных.органов,.тканей. и. определения. МОК. также. используется. реография. —. регистрация. изменения. полного. электрического. сопротивления. тканей. при. прохождении.через.них.электрического.тока.высокой.частоты.и.малой. силы.. При. измерении. МОК. используется. реография. всего. тела. (интегральная. реография).. Кровь,. выбрасываемая. сердцем,. прежде.всего.поступает.в.грудную.клетку,.поэтому.вариант.интегральной. реографии. в. виде. тетраполярной. грудной. реографии. наиболее. предпочтителен. при. определении. МОК.. Реография. является.неинвазивным методом.исследования.с.достаточной.точностью. измерений.. Однако. вариабельность. результатов. реографии. даже.при.незначительном.нарушении.методики.исследования.(наложение.электродов,.движения.исследуемого.и.др.).ограничивает. ее. использование. в. клинике,. и. предпочтение. при. определении. МОК,. как. правило,. отдается. эхокардиографии. с. допплеровским. анализом.

Имеются. различные. формулы. для. оценки. насосной. функции. миокарда:

Формула Старра.для.расчета.систолического.объема:

.СО = 90,97 + 0,54ПД − 0,57ДД − 0,61В,

где. СО. —. систолический. объем,. мл;. ПД. —. пульсовое. давление,. мм. рт.. ст.;. ДД. —. диастолическое. давление,. мм. рт.. ст.;. В. —. возраст,.лет.

Формула Савицкого. для. расчета. минутного. объема. кровообращения:

где.ДМОК.—.должный.минутный.объем.кровообращения,.л/мин;. ДОО.—.должный.основной.обмен,.ккал/сут.(определяется.по.таб- лице.Гарриса.—.Бенедикта)..Реальный.МОК.от.ДМОК.может.от- личаться.в.норме.не.более.чем.на.±10.%.

3.8. Тоны сердца и их происхождение

Клапаны. сердца. обеспечивают. однонаправленное. движение. крови.и.препятствуют.ретроградному.току.из.желудочков.в.предсердия.(атриовентрикулярные.клапаны).и.из.магистральных.артерий. в. желудочки. (полулунные. клапаны).. Клапаны. закрываются.

и.открываются.не.самостоятельно.или.под.влиянием.сокращения. мышц,. а. пассивно. за. счет. разности. давления. в. камерах. сердца.

и.сосудов.. Атриовентрикулярные. клапаны. снабжены. папиллярными.мышцами,.крепящимися.к.клапанам.при.помощи.сухожильных.нитей..Эти.мышцы.препятствуют.выпячиванию.атриовентрикулярных.клапанов.в.сторону.предсердий.при.систоле.желудочков.. Полулунные. клапаны. не. имеют. папиллярных. мышц. и. функционируют.в.условиях.большего.перепада.давлений,.поэтому.они.более.массивны.и.закрываются.с.большей.скоростью.по.сравнению. с.плавным.закрытием.атриовентрикулярных.клапанов..Отверстие. полулунных.клапанов.меньше.по.диаметру.и.кровь.проходит.через. них.с.большей.скоростью,.чем.через.более.широкие.атриовентрикулярные.клапаны..В.случае.патологии.отверстие.клапана.может. сузиться. и. тогда. он. открывается. не. полностью. (стеноз клапана).. Если.же.отверстие.клапана.расширяется,.то.он.не.полностью.смыкается.(недостаточность клапана).

Тоны сердца.—.это.звуковые.явления,.которыми.сопровожда- ются.сокращения.миокарда,.и.в.частности.закрытие.клапанов..Различают.четыре.тона.сердца:

I тон (систолический).наблюдается.во.время.систолы,.в.фазе.

изометрического.сокращения,.в.момент.плавного.бесшумного.закрытия. атриовентрикулярных. клапанов. и. их. последующей. вибрации;

II тон (диастолический). наблюдается. во. время. диастолы,. в.протодиастолическом.периоде,.связан.с.быстрым.закрытием.полулунных.клапанов;

III тон. возникает. в. фазе. быстрого. наполнения. в. результате. удара.притекающей.крови.о.стенки.желудочков;

IV тон. возникает. в. пресистолическом. периоде,. когда. при. систоле.предсердий.дополнительный.объем.крови.поступает.в.желудочки,.вызывая.вибрацию.их.стенок.

I.и.II.тоны.являются.основными,.хорошо.слышны.при.аускультации. и. имеют. важное. диагностическое. значение.. III. и. IV. тоны. являются.дополнительными,.не.слышны.и.непостоянно.регистрируются.при.фонокардиографии..Анализ.III.и.IV.тонов.позволяет. получить.дополнительную.информацию.о.работе.сердца.

При.прослушивании.тонов.сердца.путем.аускультации.у.каждого. человека. характер. звука. имеет. отличительные. особенности,. так. как. наблюдаются. индивидуальные. различия. размеров. и. конфигурации. клапанного. аппарата,. миокарда,. положения. сердца. в.грудной.клетке,.объема.легких,.массы.тела.и.др.

Графическую.регистрацию.звуковых.явлений.в.сердце.выполняет.фонокардиография.(ФКГ).

3.9. механические проявления сердечной деятельности

При.сокращении.желудочков.сердце.изменяет.свое.положение. в. грудной. полости.. Основание. его. опускается. вниз,. крупные. сосуды.натягиваются..Сердце,.бывшее.при.диастоле.расслабленным,. становится.при.систоле.плотным,.почти.твердым..Верхушка.сердца.во.время.систолы.практически.не.изменяет.своего.положения,. но. все. сердце. несколько. поворачивается. слева. направо,. а. левый. желудочек. плотнее. прижимается. изнутри. к. грудной. стенке.. Это. проявляется. на. поверхности. грудной. клетки. в. виде. сердечного толчка.—.колебания.участка.грудной.клетки.в.области.V.межре- берья,.синхронного.ритму.сокращений.сердца..Сердечный.толчок. прощупывается,.а.у.худощавых.людей.видим на глаз..В.35.%.случаев. сердечный. толчок. не. определяется,. так. как. закрыт. ребром.. При. сокращении. сердца. увеличивается. объем. крови. в. крупных. сосудах.грудной.полости..При.расслаблении.сердца.кровь.оттекает. на. периферию.. Соответственно,. цикл. систола/диастола. сопровождается. колебаниями. грудной. клетки. и. всего. тела,. смещением.