Минутный объем кровотока

Минутный объем кровотока

В клинической литературе чаще используют понятие «минутный объем кровообращения» (МОК).

Минутный объем кровообращения характеризует общее количество крови, перекачиваемое правым и левым отделом сердца в течение одной минуты в сердечно-сосудистой системе. Размерность минутного объема кровообращения — л/мин или мл/мин. Чтобы нивелировать влияние индивидуальных антропометрических различий на величину МОК, его выражают в виде сердечного индекса. Сердечный индекс — это величина минутного объема кровообращения, деленная на площадь поверхности тела в м . Размерность сердечного индекса — л/(мин • м2).

В системе транспорта кислорода аппарат кровообращения является лимитирующим звеном, поэтому соотношение максимальной величины МОК, проявляющейся при максимально напряженной мышечной работе, с его значением в условиях основного обмена дает представление о функциональном резерве сердечно-сосудистой системы. Это же соотношение отражает и функциональный резерв сердца в его гемодинамической функции. Гемодинамический функциональный резерв сердца у здоровых людей составляет 300—400 %. Это означает, что МОК покоя может быть увеличен в 3—4 раза. У физически тренированных лиц функциональный резерв выше — он достигает 500—700 %.

Для условий физического покоя и горизонтального положения тела испытуемого нормальные величины минутного объема кровообращения ( МОК ) соответствуют диапазону 4—6 л/ мин (чаще приводятся величины 5—5,5 л/мин). Средние величины сердечного индекса колеблются от 2 до 4 л/(мин • м2) — чаще приводятся величины порядка 3—3,5 л/(мин • м2).

Рис. 9.4. Фракции диастолической емкости левого желудочка.

Поскольку объем крови у человека составляет только 5—6 л, полный кругооборот всего объема крови происходит примерно за 1 мин. В период тяжелой работы МОК у здорового человека может увеличиваться до 25— 30 л/мин, а у спортсменов — до 30—40 л/мин.

Факторами, определяющими величину величины минутного объема кровообращения ( МОК ), являются систолический объем крови, частота сердечных сокращений и венозный возврат крови к сердцу.

Систолический объем крови. Объем крови, нагнетаемый каждым желудочком в магистральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном сокращении сердца, обозначают как систолический, или ударный, объем крови.

В покое объем крови, выбрасываемый из желудочка, составляет в норме от трети до половины общего количества крови, содержащейся в этой камере сердца к концу диастолы. Оставшийся в сердце после систолы резервный объем крови является своеобразным депо, обеспечивающим увеличение сердечного выброса при ситуациях, в которых требуется быстрая интенсификация гемодинамики (например, при физической нагрузке, эмоциональном стрессе и др.).

Таблица 9.3. Некоторые параметры системной гемодинамики и насосной функции сердца у человека (в условиях основного обмена)

Величина систолического (ударного) объема крови во многом предопределена конечным диастолическим объемом желудочков. В условиях покоя диастолическая емкость желудочков сердца подразделяется на три фракции: ударного объема, базального резервного объема и остаточного объема. Все эти три фракции суммарно составляют конечно-диастолический объем крови, содержащийся в желудочках (рис. 9.4).

После выброса в аорту систолического объема крови оставшейся в желудочке объем крови — это конечно-систолический объем. Он подразделяется на базальный резервный объем и остаточный объем. Базальный резервный объем — это количество крови, которое может быть дополнительно выброшено из желудочка при увеличении силы сокращений миокарда (например, при физической нагрузке организма). Остаточный объем — это то количество крови, которое не может быть вытолкнуто из желудочка даже при самом мощном сердечном сокращении (см. рис. 9.4).

Величина резервного объема крови является одной из главных детерминант функционального резерва сердца по его специфической функции — перемещению крови в системе. При увеличении резервного объема, соответственно, увеличивается максимальный систолический объем, который может быть выброшен из сердца в условиях его интенсивной деятельности.

Регуляторные влияния на сердце реализуются в изменении систолического объема путем воздействия на сократительную силу миокарда. При уменьшении мощности сердечного сокращения систолический объем снижается.

У человека при горизонтальном положении тела в условиях покоя систолический объем составляет от 60 до 90 мл (табл. 9.3).

Систолический и минутный объем кровотока

Основной физиологической функцией сердца является нагнетание крови в сосуди­стую систему.

Количество крови, выбрасываемой желудочком сердца в минуту, является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца и называется минутным объемом кровотока, или минутным объемом сердца. Он одинаков для правого и левого желудочков. Когда человек находится в состоянии покоя, минутный объем составляет в среднем 4,5—5,0 л. Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем кровотока. При ритме сердечных сокращений 70—75 в минуту систолический объем равен 65—70 мл крови. Определение минутного объема кровотока у человека применяется в клинической практике.

Наиболее точный способ определения минутного объема кровотока у человека пред­ложен Фиком (1870). Он состоит в косвенном вычислении минутного объема сердца, которое производят, зная: 1) разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови; 2) объем кислорода, потребляемого человеком в минуту. Допустим,
что в 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода, каждые
100 мл крови поглощают в легких 8 мл кислорода; следовательно, чтобы усвоить все
количество кислорода, который поступил через легкие в кровь за минуту (в нашем при­
мере 400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло 100*400/8= 5000 мл крови. Это

количество крови и составляет минутный объем кровотока, который в данном случае ра­вен 5000 мл.

При использовании метода Фика необходимо брать венозную кровь из правой поло­вины сердца. В последние годы венозную кровь у человека берут из правой половины сердца при помощи зонда, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Этот метод взятия крови не имеет широкого применения.

Для определения минутного, а следовательно, и систолического объема разработан ряд других методов. В настоящее время широко применяют некоторые краски и радиоактив­ные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правое сердце, малый круг кровообращения, левое сердце и поступает в артерии большого круга, где и определяют его концентрацию. Сначала она волнообразно нарастает, а затем падает. Через некото­рое время, когда порция крови, содержавшая максимальное его количество, вторично пройдет через левое сердце, его концентрация в артериальной крови вновь немного уве­личивается (так называемая волна рециркуляции). Замечают время от момента введе­ния вещества до начала рециркуляции и вычерчивают кривую разведения, т. е. измене­ния концентрации (нарастания и убыли) исследуемого вещества в крови. Зная количе­ство вещества, введенного в кровь и содержащегося в артериальной крови, а также время, потребовавшееся на прохождение всего количества введенного вещества через систему кровообращения, можно вычислить минутный объем (МО) кровотока в л/мин по формуле:

где I — количество введенного вещества в миллиграммах; С — средняя концентрация его в миллиграммах на 1 л, вычисленная по кривой разведения; Т — длительность первой волны циркуляции в секундах.

В настоящее время предложен метод интегральной реографии. Реография (импендансография) — это метод регистрации электрического сопротивления тканей человече­ского тела электрическому току, пропускаемому через тело. Чтобы не вызвать повреж­дения тканей, используют токи сверхвысокой частоты и очень небольшой силы. Сопро­тивление крови значительно меньше, чем сопротивление тканей, поэтому увеличение кровенаполнения тканей значительно снижает их электрическое сопротивление. Если регистрировать суммарное электрическое сопротивление грудной клетки в нескольких направлениях, то периодические резкие уменьшения его возникают в момент выброса сердцем в аорту и легочную артерию систолического объема крови. При этом величина уменьшения сопротивления пропорциональна величине систолического выброса.

Помня об этом и используя формулы, учитывающие размеры тела, особенности конституции и т. д., можно по реографическим кривым определить величину систоличе­ского объема крови, а умножив ее на число сердечных сокращений,— получить вели­чину минутного объема сердца.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8753 – | 8286 – или читать все.

Систолический и минутный объем кровотока как основные параметры интенсивности сердечной деятельности

Ключевыми параметрами, отражающими, с одной стороны, интенсивность сердечной деятельности, а с другой – функциональный резерв сердечно сосудистой системы, являются систолический и минутный объем кровотока.

Систолический (ударный) объем (выброс) – это количество крови, выбрасываемое одним из желудочков (левым или правым) за одну систолу. В норме его величина является одинаковой для правого и левого желудочков и составляет 60-75мл. Большая же толщина стенки левого желудочка, по сравнению с таковой правого, связана с тем, что левый желудочек за каждую систолу изгоняет тот же объем крови, что и правый, но против большего сопротивления выбросу (давление в аорте в момент диастолы составляет 70-80мм.рт.ст., а в легочном стволе – всего 10-15мм.рт.ст.). Как правило, за каждую систолу желудочки изгоняют от 1/3 до 1/2 всего имеющегося в них объема крови (т.е. того объема, который притекает к желудочкам в момент диастолы – конечно-диастолического объема). То же количество крови, которое остается в желудочках после их систолы составляет их остаточный (резервный или резедуальный) объем. Именно за счет этого остаточного объема и может быть увеличен систолический выброс в случае необходимости (например, при тяжелой мышечной работе, эмоциональных состояниях, когда усиливаются инотропные влияния на миокард). Следовательно, величина остаточного объема крови, во многом зависящая от диастолического объема желудочков, отчасти косвенно характеризует функциональный резерв сердца, определяемый степенью максимально возможного увеличения его нагнетательной функции в случае необходимости. А именно, чем больше конечно-диастолический объем желудочков, тем соответственно потенциально и больше крови может выбрасываться ими в артериальную часть сосудистого русла в случае необходимости (т.е. тем выше функциональный резерв сердца). Вторым фактором, определяющим функциональный резерв сердца, является максимально возможная сила сердечных сокращений.

Читайте также:  Может ли болеть сердце при нормальном давлении

Таким образом, величина систолического выброса определяется следующими параметрами:

Ø конечно-диастолическим объемом желудочков сердца, зависящим, в свою очередь, от венозного возврата крови к сердцу в момент диастолы и максимально возможного диастолического размера камер сердца

Ø силы сокращения желудочков.

У разных людей функциональный резерв сердца может значительно отличаться. Так, у большинства спортсменов, как правило, наблюдается физиологическая дилятация (расширение) полостей сердца и некоторая гипертрофия миокарда желудочков, в результате чего оказываются увеличенными, по сравнению с нетренированными людьми, как максимально возможный конечно-диастолический размер желудочков (а значит, и конечно-диастолический объем крови), так и сила сердечных сокращений. У людей, страдающих сердечной недостаточностью, также наблюдается некоторая дилятация полостей сердца, но сила сердечных сокращений снижена, по сравнению с нормальными людьми, в результате чего систолический выброс, как в покое, так и при выполнении каких-либо физических нагрузок, оказывается меньше значений здоровых людей.

Минутный объем сердца (или минутный объем кровотока) – это количество крови, выбрасываемое каким-то из желудочков сердца за одну минуту; соответственно это же количество крови проходит через суммарное поперечное сечение любого участка большого или малого круга кровообращения за одну минуту. Минутный объем кровотока определяется как произведение систолического выброса на частоту сердечных сокращений (т.е. МО = СО·ЧСС). В норме в покое его величина у взрослого человека составляет от 4 до 5 л/мин. Таким образом, минутный объем кровотока зависит от:

Ø величины систолического выброса, находящейся в зависимости от:

ü венозного возврата крови к сердцу,

ü конечно-диастолического размера желудочков

ü силы их сокращений

Ø частоты сердечных сокращений.

Именно величина минутного объема кровотока является фактором, лимитирующим уровень кровоснабжения всех органов организма, в том числе и самого сердца. Следовательно, минутный объем кровотока является интегральным показателем, зависящим, с одной стороны, от интенсивности работы сердца (частоты и силы сердечных сокращений), а с другой – от потребности периферических тканей в уровне кровоснабжения. Максимально возможная степень увеличения минутного объема в случае необходимости характеризует функциональный резерв аппарата кровообращения. Увеличение минутного объема кровотока может достигаться, как минимум, двумя путями: за счет роста частоты сердечных сокращений и величины систолического выброса. У здоровых людей в случае необходимости (при физической нагрузке, эмоциональных состояниях) частота сердечных сокращений может возрасти в 2-3 раза, систолический выброс – в 1,5-2 раза, а минутный объем кровотока – 5-6 раза. Причем слишком значительное увеличение частоты сердечных сокращений (свыше 180 уд/мин) является неэффективным в плане увеличения минутного объема кровотока, потому что приводит к резкому сокращению диастолы, а значит, и нарушению нормального наполнения сердца кровью, что негативно отражается на последующей его систоле. Немаловажное значение для нормального кровоснабжения органов, интенсивно работающих при различных физиологических состояниях, имеет не только увеличение минутного объема кровотока, но и перераспределение крови между органами, работающими с разной интенсивностью. В частности, артериолы усиленно работающих в каждый данный момент органов максимально расширяются, а органов, пребывающих в состоянии относительного покоя – напротив, суживаются (перераспределительный механизм), в результате чего на фоне некоторого общего повышения минутного объема кровотока резко увеличивается доставка крови к наиболее интенсивно функционирующим органам (т.е. возрастает их регионарный кровоток).

Минутный и систолический объемы кровотока.

Объем крови, выбрасываемый из правого или левого желудочка во время их систолы за 1 мин, называется минутным объемом кровотока. Минутный объем правого и левого желудочков примерно одинаков. Если их объемы будут отличаться, то произойдет резкое нарушение гемодинамики — застой крови в одних тканях и органах организма и недостаток — в других.

Минутный объем кровотока определяют косвенно, по объему кислорода, вдыхаемого за 1 мин, и по разнице содержания кислорода в артериальной и венозной крови (метод Фика). Например, за 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода, а в артериальной крови кислорода на 8 об.% больше, чем в венозной крови. Следовательно, каждые 100 мл крови поглощали в легких 8 мл кислорода. Чтобы поглотить весь объем кислорода, который поступил в легкие в течение 1 мин (400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло 100 • 400 : 8 = 5000 мл, или 5 л крови. Это количество крови и составляет в данном примере минутный объем кровотока.

Разделив минутный объем кровотока на число сокращений сердца за это время, получим систолический объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое правым или левым желудочком за одно сокращение сердца. Минутный и систолический объемы крови являются хорошим показателем работы сердца (табл. 6.2.).

6.2. Систолический и минутный объемы крови у животных

Систолический объем, мл

Минутный объем, л

20. 30 (в покое) 120. 160 (при нагрузке)

Крупный рогатый скот

Мелкий рогатый скот

При физической нагрузке увеличиваются и систолический, и минутный объемы кровотока. Например, у лошади минутный объем при беге возрастает в 60. 80 раз. У тренированных лошадей такой объем кровотока устанавливается за счет увеличения систолического выброса и некоторого учащения сердечных сокращений. У нетренированных лошадей или ослабленных предшествующим заболеванием сердце не способно увеличить значительно систолический объем, и возрастание минутного объема достигается в основном за счет учащения его работы. Это крайне невыгодный режим адаптации сердца к нагрузке, так как увеличение частоты сокращений ведет к укорочению сердечного цикла, особенно диастолы. Это приводит к недостаточному наполнению полостей сердца кровью, уменьшению силы сокращений и затрудняет восстановительные биохимические процессы в сердечной мышце.

Электрокардиография. Электрокардиография (ЭКГ) — это метод регистрации электрических потенциалов, возникающих при работе сердца. Запись биотоков сердца называется электрокардиограммой.

В норме возбуждение охватывает все отделы сердца последовательно, поэтому на его поверхности возникает разность потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками, достигающая 100. 120 мВ (милливольт). Благодаря электропроводности тканей организма силовые линии тока достигают поверхности тела, где разность потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками сердца всего 1. 3 мВ, что можно измерить, приложив к соответствующим участкам кожи электроды.

Сердце находится в грудной клетке хотя и посередине, но верхушка его направлена влево. Из-за такого несимметричного расположения электрическая ось сердца сдвинута и проходит примерно от правого предсердия к левому желудочку, поэтому электроды накладывают на точки, несимметричные относительно сердца.

В ветеринарии применяют различные способы наложения электродов, или отведения. Стандартный способ отведения биопотенциалов — наложение электродов на конечности следующим образом:

I отведение: пясти левой и правой грудных конечностей; регистрируются потенциалы предсердий;

II отведение: пясть правой грудной и плюсна левой тазовой конечностей; регистрируется возбуждение желудочков;

III отведение: пясть левой грудной и плюсна левой тазовой конечностей; регистрируется возбуждение левого желудочка.

Применяют также грудные отведения биопотенциалов: один электрод располагают на конечности, а другие шесть — на различных участках грудной клетки.

ЭКГ состоит из ровной изопотенциальной линии, которая соответствует потенциалу покоя, и пяти зубцов — Р, Q, R, S, Т. Три зубца (Р, R и 7), идущие вверх от изопотенциальной ли-

Рис. 6.6. Схема измерения интервалов ЭКГ:

Р— возбуждение предсердий; О. Я, 5— возбуждение желудочков. Я— начальная и Г— конечная фазы возбуждения желудочков

нии, являются положительными, а два зубца (0 и 5), направленные вниз от нее, — отрицательными (рис. 6.6).

Зубец /’—сумма потенциалов предсердий. Возникает в период распространения возбуждения по предсердиям. У крупных животных (лошадь, корова) зубец Р обычно бывает раздвоенным, так как возбуждение вначале возникает в правом предсердии (в синусном узле) и только спустя 0,01 с достигает левого предсердия.

Интервал Р— 0— время прохождения возбуждения от предсердий к желудочкам. Этот интервал соответствует атриовентрикулярной задержке возбуждения.

Зубец 0 — возбуждение внутренних слоев мышцы желудочков, правой сосочковой мышцы, перегородки, верхушки левого и основания правого желудочков.

Читайте также:  Можно ли кодироваться после инфаркта

Зубец Я — распространение возбуждения на мышцы обоих желудочков.

Зубец S — охват возбуждением желудочков.

Интервал У—Г отражает отсутствие разницы потенциалов в период, когда миокард охвачен возбуждением. В норме изопо- тенциален.

Зубец Т — фаза восстановления (реполяризации) миокарда желудочков.

ОЯБ — время, в течение которого возбуждение успевает полностью охватить мышцы желудочков.

ОЯЯТ — время возбуждения и восстановления миокарда желудочков.

Интервал Т—Р— возбуждение в желудочках уже закончилось, а в предсердиях еще не началось. Называется электрической диастолой сердца.

Интервал Л—Л (или Р—Р) соответствует полному циклу сердечной деятельности.

При анализе ЭКГ учитывают высоту зубцов, их направленность от изопотенциальной линии и продолжительность интервалов.

ЭКГ в комплексе с другими клиническими методами исследования применяется для диагностики заболеваний сердца, особенно таких, которые связаны с расстройством возбудимости и проводимости сердечной мышцы.

ЭКГ используется и в физиологических исследованиях для изучения состояния сердечно-сосудистой системы. Накоплена огромная база данных, раскрывающая видовые и индивидуальные особенности ЭКГ у лошадей, крупного и мелкого рогатого скота, свиней, собак, верблюдов. Внедрение телерадиометрических методов регистрации биопотенциалов сердца позволило изучить ЭКГ у диких и полудиких животных, а также в экстремальных условиях — космические полеты, погружение в воду и др. Разработана также методика регистрации ЭКГ у плода, что позволяет изучать развитие сердца, его функций и выявлять раннюю внутриутробную патологию.

Систолический и минутный объем крови

Основной физиологической функцией сердца является выброс крови в сосудистую систему. Поэтому количество изгоняемой из желудочка крови является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца.

Количество крови, выбрасываемой желудочком сердца в 1 минуту, называется минутным объемом крови. Он одинаков для правого и левого желудочка. Когда человек находится в состоянии покоя, минутный объем составляет в среднем около 4,5—5 л.

Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем крови . При ритме сердечных сокращений 70-75 в минуту систолический объем равен 65-70 мл крови.

Определение минутного объема крови у человека применяется в клинической практике.

Наиболее точный способ определения минутного объема крови у человека был предложен Фиком. Он состоит в косвенном вычисления минутного объема сердца, которое производят, зная:

  1. разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови;
  2. объем кислорода, потребляемого человеком в 1 минуту. Допустим, что в 1 минуту через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода и что количество кислорода в артериальной крови на 8 об.% больше, чем в венозной. Это означает, что каждые 100 мл крови поглощают в легких 8 мл кислорода, следовательно, чтобы поглотить все количество кислорода, которое поступило через легкпе в кровь в 1 минуту, т. е. в нашем примере 400 мл, необходимо, чтобы через лёгкие прошло 100·400/8=5000 мл крови. Это количество крови и составляет минутный объем крови, который в данном случае равен 5000 мл.

При использовании этого метода необходимо брать смешанную венозную кровь из правой половины сердца, так как кровь периферических вен имеет неодинаковое содержание кислорода в зависимости от интенсивности работы органов тела. В последние годы смешанную венозную кровь у человека берут прямо из правой половины сердца при помощи зонда, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Однако по понятным причинам этот метод взятия крови не имеет широкого применения.

Для определения минутного, а следовательно, и систолического объема крови разработан еще ряд других методов. Многие из них основаны па методическом припципе, предложенном Стюартом и Гамильтоном. Он состоит в том, что определяют разведение и скорость циркуляции какого-либо вещества, введенного в вену. В настоящее время для этого широко применяют некоторые краски и радиоактивные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правое сердце, малый круг кровообращения, левое сердце и поступает в артерии большого круга, где и определяют его концентрацию.

Последняя волнообразно спачала парастает, а затем падает. На фоне умепьшения концентрации определяемого вещества через некоторое время, когда порция крови, содержавшая максимальное его количество, вторично пройдет через левое сердце, его концентрации в артериальной крови вновь немного увеличивается (это так называемая волна рециркуляции) ( рис. 28 ). Замечают время от момента введения вещества до начала рециркуляции и вычерчивают кривую разведения, т. е. изменения концентрации (нарастания и убыли) исследуемого вещества в крови. Зная количество вещества, введенного в кровь и содержащегося в артериальной крови, а также время, потребовавшееся на прохождение всего количества через всю систему кровообращения, можно вычислить минутный объем крови но формуле: минутный объем в л/мин= 60·I/C·T, где I – количество введенного вещества в миллиграммах; С – средняя концентрация его в мг/л, вычисленная по кривой разведения; Т – длительность первой волны циркуляции в секундах.

Рис. 28. Полулогарифмическая концентрационная кривая краски, введенной в вену. R — волна рециркуляции.

Сердечно-легочный препарат . Влияние различных условий на величину систолического объема сердца можно исследовать в остром опыте посредством методики сердечно-легочного препарата, разработанной И. II. Павловым и Н. Я. Чистовичем и позднее усовершенствованной Э. Старлингом.

При этой методике у животного выключают большой круг кровообращения путем перевязки аорты и полых вен. Венечное кровообращение, а также кровообращение через легкие, т. е. малый круг, сохраняют неповрежденным. В аорту и полую вену вводят канюли, которые соединяют с системой стеклянных сосудов и резиновых трубок. Кровь, выбрасываемая левым желудочком в аорту, течет по этой искусственной системе, поступает в полые вены и затем в правое предсердие п правый желудочек. Отсюда кровь направляется в легочный круг. Пройдя капилляры легких, которые ритмически раздувают мехами, кровь, обогащенная кислородом и отдавшая углекислоту, так же как и в нормальных условиях, возвращается в левое сердце, откуда она вновь течет в искусственный большой круг из стеклянных и резиновых трубок.

Путем специального приспособления имеется возможность, изменяя сопротивление, встречаемое кровью в искусственном большом круге, увеличивать или уменьшать приток крови к правому предсердию. Таким образом, сердечно-легочный препарат дает возможность по желанию изменять нагрузку сердца.

Опыты с сердечно-легочным препаратом позволили Старлингу установить закон сердца. При увеличении кровенаполнения сердца в диастолу и, следовательно, при увеличенном растяжении мышцы сердца сила сердечных сокращений возрастает, поэтому увеличивается отток крови от сердца, иначе говоря, систолический объем. Эта важная закономерность наблюдается и при работе сердца в целостном организме. Если увеличить массу циркулирующей крови введением физиологического раствора и тем самым увеличить приток крови к сердцу, то увеличивается систолический и минутный объем ( рис. 29 ).

Рис. 29. Изменения давления в правом предсердии (1), минутного объема крови (2) и частоты сердечных сокращений (цифры под кривой) при увеличении количества циркулирующей крови в результате введения солевого раствора в вену (по Шарпей — Шеферу). Период введения раствора отмечен черной полосой.

Зависимость силы сердечпых сокращений и величины систолического объёма от кровенаполнения желудочков в диастолу, а следовательно, от растяжения их мышечных волокон наблюдается в ряде случаев патологии.

При недостаточности полулунного клапана аорты, когда имеется дефект этого клапана, левый желудочек во время диастолы получает кровь не только из предсердия, но и из аорты, так как часть выброшенной в аорту крови возвращается в желудочек обратно через отверстие в клапане. Желудочек поэтому перерастягивается избыточным количеством крови; соответственно, но закону Старлинга, нарастает сила сердечных сокращений. В итоге благодаря увеличенной систоле, несмотря на дефект аортального клапана и возврат части крови в желудочек из аорты, кровоснабжение органов сохраняется на нормальном уровне.

Изменения минутного объема крови при работе . Систолический и минутный объемы крови не являются постоянными величинами, напротив, они весьма изменчивы в зависимости от того, в каких условиях находится организм и какую работу он совершает. При мышечной работе происходит очень значительное увеличение минутного объема (до 25-30 л). Это может быть обусловлено учащением сердечных сокращений п увеличением систолического объема. У нетренированных людей увеличение минутного объема обычно происходит за счет учащения ритма сердечных сокращений.

У тренированных же людей при работе средней тяжести происходит увеличение систолического объема и гораздо меньшее, чем у нетренированных, учащение ритма сердечных сокращений. При очень большой работе, например при требующих огромного напряжения спортивных соревнованиях, даже у хорошо тренированных спортсменов наряду с увеличением систолического объема отмечается также учащение сердечных сокращений. Учащение сердечного ритма в сочетании с увеличением систолического объема обусловливает очень большое увеличение минутного объема, а следовательно, и увеличение кровоснабжения работающих мышц, чем создаются условия, обеспечивающие большую работоспособность. Число сердечных сокращений у тренированных людей может достигать при очень большой нагрузке 200 и более в минуту.

Методы определения систолического и минутного объемов крови

Определение систолического и минутного объема крови. Систолическим (ударным) объемом называется количество крови, выбрасываемое сердцем при каждом его сокращении. Нормальная величина систолического объема колеблется в пределах 50 – 75 мл. Минутный объем – это количество крови, выбрасываемое сердцем в течение минуты. У здоровых людей в состоянии покоя минутный объем составляет 3,5 – 8 л.

В клинической практике определяют минутный объем, а ударный объем высчитывают путем деления величины минутного объема на число сердечных сокращений в минуту.Наиболее точен прямой метод Фика, основанный на определении количества вещества, поступающего в кровь за 1 мин, и степени увеличения его концентрации в крови. Так, концентрация кислорода в крови (О), прошедшей через сосуды легких, возрастает на величину, определяемую по артерио-веноз-ной разнице (А-В). Зная потребление кислорода в 1 мин, которое определяется по его дефициту в выдыхаемом воздухе, и артериовенозную разницу, минутный объем (МО) рассчитывают по формуле: МО =O/A-BБолее распространены косвенные методы определения минутного объема: методы разведения красителей и радиоизотопный. Обследуемому внутривенно вводят краску (синий Эванса) или вещества, меченные радиоактивными изотопами, а затем измеряют их концентрацию в артериальной крови. Зная количество введенного вещества, его концентрацию в крови и время прохождения через определенный отрезок сосудистого русла, по специальным формулам рассчитывают минутный объем.

Систолический объём и минутный объём – основные показатели, которые характеризуют сократительную функцию миокарда.

Систолический объём – ударный пульсовой объём – тот объём крови, который поступает из желудочка за 1 систолу.

Минутный объём – объём крови, который поступает из сердца за 1 минуту. МО = СО х ЧСС (частота сердечных сокращений)

У взрослого минутный объём приблизительно 5-7 л, у тренированного – 10 – 12 л.

Факторы, влияющине на систолический объём и минутный объём:

масса тела, которой пропорциональна масса сердца. При массе тела 50-70 кг – объём сердца 70 – 120 мл;

количество крови, поступающей к сердцу (венозный возврат крови) – чем больше венозный возврат, тем больше систолический объём и минутный объём;

сила сердечных сокращений влияет на систолический объём, а частота – на минутный объём.

Систолический объём и минутный объём определяются 3-мя следующими методами.

Рассчетные методы (формула Старра): Систолический объём и минутный объём рассчитывается с помощью: массы тела, массы крови, давления крови. Очень приблизительный метод.

Концентрационный метод – зная концентрацию любого вещества в крови и его объём – рассчитывают минутный объём (вводят опредлелённое количество индиферентного вещества).

Разновидность – метод Фика – определяется количество поступившего в организм за 1 минуту О2 (необходимо знать артериовенозную разницу по О2).

Инструментальные – кардиография (кривая регистрации электрического сопротивления сердца). Определяется площадь реограммы, а по ней – величина систолического объёма.

Методы определения минутного объёма крови

Наиболее точный способ определения минутного объема кровотока у человека предложен Фиком (1870). Он состоит в косвенном вычислении МОК, которое производят, зная разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови, объем кислорода, потребляемого человеком в минуту. Допустим, что в 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода и количество кислорода в артериальной крови на 8 об.% больше, чем в венозной. Это означает, что каждые 100 мл крови поглощают в легких 8 мл кислорода; следовательно, чтобы усвоить все количество кислорода, который поступил через легкие в кровь за минуту (в нашем примере 400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло 100×400/8=5000 мл крови. Это количество крови и составляет МОК, который в данном случае равен 5000 мл.

При использовании метода Фика необходимо брать смешанную венозную кровь из правой половины сердца. Венозную кровь у человека берут из правой половины сердца при помощи катетера, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Метод Фика, являясь наиболее точным, не получил широкого распространения в практике из-за технической сложности и трудоемкости (необходимость катетеризации сердца, пунктирование артерии, определение газообмена).

Для определения МОК разработан ряд других методов. Многие из них основаны на принципе разведения индикаторов, который состоит в том, что находят разведение и скорость циркуляции какого-либо вещества, введенного в вену. В настоящее время широко применяют некоторые краски и радиоактивные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правые отделы сердца, малый круг кровообращения, левые отделы сердца и поступает в артерии большого круга кровообращения, где и определяют его концентрацию. Сначала она волнообразно нарастает, затем падает. Через некоторое время, когда порция крови, содержавшая максимальное количество вещества, вторично пройдет через левые отделы сердца, его концентрация в артериальной крови вновь немного увеличивается (так называемая волна рециркуляции). Замечают время от момента введения вещества до начала рециркуляции и вычерчивают кривую разведения, т. е. изменения концентрации (нарастания и убыли) исследуемого вещества в крови. Зная количество вещества, введенного в кровь и содержащегося в артериальной крови, а также время, потребовавшееся на прохождение всего количества введенного вещества через систему кровообращения, можно вычислить минутный объем кровотока в л/мин по формуле:

где J – количество введенного вещества, мг; С – средняя концентрация вещества, вычисленная по кривой разведения, мг/л; Т – длительность первой волны циркуляции, с.

Используют также метод интегральной реографии. Реография (импендансография) – метод регистрации электрического сопротивления тканей человеческого тела электрическому току, пропускаемому через тело. Чтобы не вызвать повреждения тканей, используют токи сверхвысокой частоты и очень небольшой силы. Сопротивление крови значительно меньше, чем сопротивление тканей, поэтому увеличение кровенаполнения тканей значительно снижает их электрическое сопротивление.

Если регистрировать суммарное электрическое сопротивление грудной клетки в нескольких направлениях, то периодические резкие уменьшения его возникают в момент выброса сердцем в аорту и легочную артерию систолического объема крови. При этом величина уменьшения сопротивления пропорциональна величине систолического выброса. Помня об этом и используя формулы, учитывающие размеры тела, особенности конституции и т. д., можно по реографическим кривым определить величину систолического объема крови, а умножив ее на число сердечных сокращений, – получить величину МОК. В кардиохирургической практике для определения МОК используют методы оценки объемной скорости кровотока в аорте, так как через аорту протекает весь МОК, за исключением коронарного кровотока.

Дополнительно: Определенный интерес представляет применение реографии для определения систолического объема крови. Этот способ заключается в измерении колебаний сопротивления тела человека токам высокой частоты на протяжении сердечного цикла. Падение сопротивления в систолу в общем пропорционально величине сердечного выброса. Основываясь на этом факте и ведется расчет систолического объема крови (Fejfar и др., 1955; М. И. Тищенко, 1970).

Для проведения реографических исследований применяются различные схемы расположения электродов на теле испытуемого.

Проведение большинства реографических методов осложняется таким недостатком, как задержка дыхания, что было преодолено в так называемой методике интегральной реографии, предложенной М. И. Тищенко (1973). Для расчета систолического объема крови у мужчин и у женщин с помощью этой методики автором были предложены следующие формулы, где амплитуда анакроты кривой, амплитуда калибровочного сигнала, – рост испытуемого. С -длительность сердечного цикла, исходное сопротивление между электродами, длительность катокротической части кривой.

В последние годы широкое применение получил метод тетраполярной реографии для определения систолического объема крови у человека. Kubicek и др. (1966) предложили следующую формулу для определения ударного объема крови по тстраполярной реограмме, где К-коэффициент, зависящий от места наложения электродов, от типа применяемого прибора (его рабочей частоты) и погрешности относительно прецизионного метода определения сердечного выброса, р – удельное сопротивление крови (в омах на см), L – расстояние между ток измеряющими электродами (см), Z – межэлектродный импеданс, Ad-амплитуда дифференцированной рсограммы, отнесенная к амплитуде калибровочного сигнала, Ти – время изгнания крови. Современная аппаратура, позволяющая проводить калибровку дифференцированной реограммы, дает возможность точно измерить все физические величины, входящие в формулу Кубичека.

По данным Ю. Т. Пушкаря и соавт. (1977), применявших реоплетизмограф РПГ2-02 отечественного производства и сопоставлявших величины систолического объема крови, полученные с помощью реографин и методом Фика у больных людей, наблюдалась высокая корреляционная связь.

По нашим данным (полученным совместно с 3. Б. Бе-лоцерковским и Я. X. Тийдусом), у здоровых высококвалифицированных спортсменов в условиях покоя между величинами ударного объема крови, определенными методом тетраполярной реографии и методом возвратного дыхания углекислотой имела место средняя степень связи (г=0,51). Тетраполярная реографии при динамическом обследовании позволяет получить достаточно надежные данные. При физической нагрузке данная методика не применяется в связи с помехами, возникающими от смещений электродов по отношению к участкам их наложения на теле спортсмена.

Ссылка на основную публикацию