Sistolički i minutni volumen krvi. Krvni tlak. Čimbenici o kojima ovisi vrijednost sistoličkog volumena

U kliničkoj literaturi pojam " minutni volumen cirkulacije krvi» ( MOK).

Minutni volumen cirkulacije krvi karakterizira ukupnu količinu krvi koju pumpaju desna i lijeva strana srca tijekom jedne minute u kardiovaskularnom sustavu. Jedinica minutnog volumena cirkulacije krvi je l/min ili ml/min. Da bi se izjednačio utjecaj individualnih antropometrijskih razlika na vrijednost IOC-a, izražava se kao srčani indeks. Srčani indeks- ovo je vrijednost minutnog volumena cirkulacije krvi, podijeljena s površinom tijela u m. Dimenzija srčanog indeksa je l / (min m2).

U sustavu transporta kisika krvožilni aparat je ograničavajuća veza, dakle, omjer maksimalne vrijednosti IOC-a, koji se očituje tijekom najintenzivnijeg mišićnog rada, sa svojom vrijednošću u uvjetima bazalnog metabolizma daje ideju o funkcionalnoj rezervi kardiovaskularnog sustava. Isti omjer također odražava funkcionalnu rezervu srca u njegovoj hemodinamskoj funkciji. Hemodinamska funkcionalna rezerva srca u zdravih ljudi je 300-400%. To znači da se IOC u mirovanju može povećati 3-4 puta. U fizički treniranih osoba funkcionalna rezerva je veća - doseže 500-700%.

Za uvjete fizičkog mirovanja i horizontalni položaj tijela subjekta, normalno minutni volumen cirkulacije krvi (MOV) odgovaraju rasponu od 4-6 l / min (češće se daju vrijednosti od 5-5,5 l / min). Prosječne vrijednosti srčanog indeksa kreću se od 2 do 4 l/(min m2) – češće se navode vrijednosti reda veličine 3-3,5 l/(min m2).

Budući da je volumen krvi u čovjeka samo 5-6 litara, potpuna cirkulacija cijelog volumena krvi događa se za oko 1 minutu. Tijekom razdoblja napornog rada, MOK kod zdrave osobe može se povećati na 25-30 l / min, a kod sportaša - do 30-40 l / min.

Čimbenici koji određuju vrijednost minutnog volumena cirkulacije krvi (MOV), su sistolički volumen krvi, broj otkucaja srca i venski povratak u srce.

Sistolički volumen krvi. Volumen krvi koji pumpa svaka klijetka u glavnu žilu (aortu ili plućnu arteriju) tijekom jedne kontrakcije srca naziva se sistolički ili udarni volumen krvi.

U miru volumen krvi, izbačen iz ventrikula, normalno je od trećine do polovice ukupne količine krvi sadržane u ovoj komori srca do kraja dijastole. Ostaje u srcu nakon sistole rezervni volumen krvi je vrsta depoa koji osigurava povećanje minutnog volumena srca u situacijama u kojima je potrebno brzo pojačanje hemodinamike (na primjer, tijekom vježbanja, emocionalnog stresa itd.).

Vrijednost sistoličkog (šoknog) volumena krvi uvelike predodređen krajnjim dijastoličkim volumenom ventrikula. U mirovanju, ventrikularni dijastolički kapacitet podijeljen je u tri frakcije: udarni volumen, bazalni rezervni volumen i rezidualni volumen. Sve ove tri frakcije ukupno čine krajnji dijastolički volumen krvi sadržane u ventrikulima (slika 9.4).

Nakon izbacivanja u aortu sistolički volumen krvi Volumen krvi koji ostaje u ventrikulu je krajnji sistolički volumen. Dijeli se na bazalni rezervni volumen i rezidualni volumen. Bazalni rezervni volumen je količina krvi koja se može dodatno izbaciti iz ventrikula s povećanjem snage kontrakcija miokarda (na primjer, tijekom fizičkog napora tijela). Preostali volumen- ovo je količina krvi koja se ne može istisnuti iz ventrikula čak ni uz najsnažniju kontrakciju srca (vidi sl. 9.4).

Rezervni volumen krvi jedna je od glavnih odrednica funkcionalne rezerve srca za njegovu specifičnu funkciju – kretanje krvi u sustavu. S povećanjem rezervnog volumena, prema tome, povećava se maksimalni sistolički volumen koji se može izbaciti iz srca u uvjetima njegove intenzivne aktivnosti.

Regulacijski utjecaji na srce ostvaruju se u promjeni sistolički volumen utjecajem na kontraktilnost miokarda. Sa smanjenjem snage srčane kontrakcije smanjuje se sistolički volumen.

Kod osobe s vodoravnim položajem tijela u mirovanju sistolički volumen kreće se od 60 do 90 ml (tablica 9.3).

Količina krvi koju ventrikul srca izbaci u arterije u minuti važan je pokazatelj funkcionalnog stanja kardiovaskularnog sustava (KVS) i naziva se minutni volumen krvi (IOC). Isti je za obje klijetke, au mirovanju je 4,5–5 litara.

Važna karakteristika pumpne funkcije srca daje jačina udara , također zvan sistolički volumen ili sistoličko izbacivanje . Jačina udara- količina krvi koju ventrikul srca izbaci u arterijski sustav u jednoj sistoli. (Ako IOC podijelimo s brojem otkucaja srca u minuti, dobivamo sistolički volumen (CO) protoka krvi.) S kontrakcijom srca jednakom 75 otkucaja u minuti, iznosi 65-70 ml, tijekom rada se povećava na 125 ml. Kod sportaša u mirovanju iznosi 100 ml, tijekom rada se povećava na 180 ml. Definicija IOC i CO naširoko se koristi u klinici.

Ejekcijska frakcija (EF) - izraženo kao postotak omjera udarnog volumena srca i krajnjeg dijastoličkog volumena ventrikula. EF u mirovanju kod zdrave osobe je 50-75%, a tijekom vježbanja može doseći 80%.

Volumen krvi u šupljini ventrikula, koji zauzima prije svoje sistole je krajnji dijastolički volumen (120–130 ml).

Krajnji sistolički volumen (ESO) je količina krvi koja ostaje u ventrikulu neposredno nakon sistole. U mirovanju je manji od 50% EDV, odnosno 50-60 ml. Dio ovog volumena krvi je rezervni volumen.

Rezervni volumen ostvaruje se povećanjem CO pri opterećenjima. Normalno, to je 15-20% krajnjeg dijastoličkog.

Volumen krvi u srčanim šupljinama, koji ostaje uz punu provedbu rezervnog volumena, u maksimalnoj sistoli je rezidualni volumen. Vrijednosti CO i IOC nisu konstantne. S mišićnom aktivnošću, IOC se povećava na 30-38 litara zbog povećanja broja otkucaja srca i povećanja COQ-a.

Za procjenu kontraktilnosti srčanog mišića koriste se brojni pokazatelji. To uključuje: ejekcijsku frakciju, brzinu izbacivanja krvi u fazi brzog punjenja, brzinu povećanja tlaka u klijetki tijekom razdoblja stresa (mjereno sondiranjem klijetke) /

Brzina izbacivanja krvi promijenjen Doppler ultrazvukom srca.

Brzina povećanja tlaka u šupljinama se smatra ventrikularnim smatra se jednim od najpouzdanijih pokazatelja kontraktilnosti miokarda. Za lijevu klijetku, vrijednost ovog pokazatelja je normalno 2000-2500 mm Hg / s.

Smanjenje ejekcijske frakcije ispod 50%, smanjenje brzine izbacivanja krvi i stope povećanja tlaka ukazuju na smanjenje kontraktilnosti miokarda i mogućnost razvoja insuficijencije pumpne funkcije srca.

Vrijednost IOC-a podijeljena s površinom tijela u m 2 definira se kao srčani indeks(l / min / m 2).

SI \u003d IOC / S (l / min × m 2)

To je pokazatelj pumpne funkcije srca. Normalno, srčani indeks je 3-4 l / min × m 2.

IOC, UOC i SI ujedinjeni su zajedničkim konceptom minutni volumen srca.

Ako su poznati IOC i krvni tlak u aorti (ili plućnoj arteriji), moguće je odrediti vanjski rad srca

P = IOC × BP

P je rad srca u minutama u kilogram metrima (kg/m).

IOC - minutni volumen krvi (l).

BP je tlak u metrima vodenog stupca.

Za vrijeme tjelesnog mirovanja vanjski rad srca iznosi 70-110 J, za vrijeme rada raste na 800 J, za svaku komoru posebno.

Dakle, rad srca određuju 2 faktora:

1. Količina krvi koja teče u njega.

2. Vaskularni otpor tijekom izgona krvi u arterije (aorta i plućna arterija). Kada srce ne može pumpati svu krv u arterije uz određeni vaskularni otpor, dolazi do zatajenja srca.

Postoje 3 vrste zatajenja srca:

1. Insuficijencija od preopterećenja, kada se prekomjerni zahtjevi postavljaju na srce s normalnom kontraktilnošću u slučaju defekata, hipertenzije.

2. Zatajenje srca kod oštećenja miokarda: infekcije, intoksikacije, beri-beri, poremećena koronarna cirkulacija. Time se smanjuje kontraktilna funkcija srca.

3. Mješoviti oblik insuficijencije - s reumatizmom, distrofičnim promjenama u miokardu itd.

Cijeli kompleks manifestacija aktivnosti srca bilježi se različitim fiziološkim metodama - kardiografija: EKG, elektrokimografija, balistokardiografija, dinamokardiografija, apikalna kardiografija, ultrazvučna kardiografija itd.

Dijagnostička metoda za kliniku je električna registracija kretanja konture sjene srca na ekranu rendgenskog aparata. Fotoćelija spojena na osciloskop primjenjuje se na ekran na rubovima konture srca. Kada se srce pomiče, osvjetljenje fotoćelije se mijenja. To se bilježi osciloskopom u obliku krivulje kontrakcije i opuštanja srca. Ova tehnika se zove elektrokimografija.

Apikalni kardiogram registrira svaki sustav koji bilježi male lokalne pomake. Senzor je fiksiran u 5. interkostalnom prostoru iznad mjesta srčanog impulsa. Karakterizira sve faze srčanog ciklusa. Ali nije uvijek moguće registrirati sve faze: srčani impuls se projicira drugačije, dio sile se primjenjuje na rebra. Zapis za različite osobe i za jednu osobu može se razlikovati, ovisno o stupnju razvijenosti masnog sloja itd.

U klinici se također koriste metode istraživanja temeljene na korištenju ultrazvuka - ultrazvučna kardiografija.

Ultrazvučne vibracije na frekvenciji od 500 kHz i više prodiru duboko kroz tkiva koja se formiraju ultrazvučnim emiterima apliciranim na površinu prsnog koša. Ultrazvuk se reflektira od tkiva različite gustoće - od vanjske i unutarnje površine srca, od posuda, od ventila. Određuje se vrijeme dosezanja reflektiranog ultrazvuka do uređaja za hvatanje.

Ako se reflektirajuća površina pomiče, tada se vrijeme povratka ultrazvučnih vibracija mijenja. Ovom se metodom mogu bilježiti promjene u konfiguraciji struktura srca tijekom njegove aktivnosti u obliku krivulja snimljenih sa zaslona katodne cijevi. Ove tehnike se nazivaju neinvazivnim.

Invazivne tehnike uključuju:

Kateterizacija srca. U središnji kraj otvorene brahijalne vene uvodi se elastična sonda-kateter i gura do srca (u njegovu desnu polovicu). Sonda se umetne u aortu ili lijevu klijetku kroz brahijalnu arteriju.

Ultrazvučno skeniranje- izvor ultrazvuka se uvodi u srce pomoću katetera.

Angiografija je proučavanje pokreta srca u polju rendgenskih zraka itd.

Mehaničke i zvučne manifestacije srčane aktivnosti. Srčani tonovi, njihov nastanak. Polikardiografija. Vremenska usporedba perioda i faza srčanog ciklusa EKG i FCG i mehaničkih manifestacija srčane aktivnosti.

Potisak srca. Tijekom dijastole srce poprima oblik elipsoida. Tijekom sistole poprima oblik lopte, uzdužni promjer mu se smanjuje, a poprečni povećava. Vrh se tijekom sistole diže i pritišće prednji zid prsnog koša. U 5. interkostalnom prostoru javlja se srčani impuls koji se može registrirati ( apikalna kardiografija). Izbacivanje krvi iz klijetki i njezino kretanje kroz žile, zbog reaktivnog trzaja, uzrokuje oscilacije cijelog tijela. Registracija tih oscilacija naziva se balistokardiografija. Rad srca također prate zvučne pojave.

Zvukovi srca. Prilikom slušanja srca utvrđuju se dva tona: prvi je sistolički, drugi je dijastolički.

sistolički ton je nizak, otegnut (0,12 s). Nekoliko komponenti slojevitosti uključeno je u njegovu genezu:

1. Komponenta zatvaranja mitralnog zaliska.

2. Zatvaranje trikuspidalnog zaliska.

3. Plućni ton izbacivanja krvi.

4. Aortalni ton izgona krvi.

Karakteristika I tona određena je napetošću kvržičnih ventila, napetošću tetivnih filamenata, papilarnih mišića, zidova miokarda ventrikula.

Komponente izbacivanja krvi javljaju se kada su zidovi glavnih žila napeti. I ton se dobro čuje u 5. lijevom interkostalnom prostoru. U patologiji, geneza prvog tona uključuje:

1. Komponenta otvaranja aortnog zaliska.

2. Otvaranje plućne valvule.

3. Ton istezanja plućne arterije.

4. Ton distenzije aorte.

Pojačanje I tona može biti sa:

1. Hiperdinamija: tjelesna aktivnost, emocije.

U kršenju privremenog odnosa između sistole atrija i ventrikula.

S lošim punjenjem lijeve klijetke (osobito s mitralnom stenozom, kada se ventili ne otvore u potpunosti). Treća varijanta pojačanja prvog tona ima značajnu dijagnostičku vrijednost.

Slabljenje I tona moguće je s insuficijencijom mitralnog zaliska, kada se listići ne zatvaraju čvrsto, s oštećenjem miokarda itd.

II ton - dijastolički(visoko, kratko 0,08 s). Javlja se kada su semilunarni zalisci zatvoreni. Na sfigmogramu, njegov ekvivalent je - incisura. Tonus je viši što je viši tlak u aorti i plućnoj arteriji. Dobro se čuje u 2. interkostalnom prostoru desno i lijevo od prsne kosti. Povećava se s sklerozom uzlazne aorte, plućne arterije. Zvuk I i II srčanog tona najbliže prenosi kombinaciju zvukova pri izgovaranju fraze "LAB-DAB".

Izbacuje određenu količinu krvi u krvne žile. U tome glavna funkcija srca. Stoga je jedan od pokazatelja funkcionalnog stanja srca vrijednost minutnog i udarnog (sistoličkog) volumena. Proučavanje vrijednosti minutnog volumena od praktične je važnosti i koristi se u fiziologiji sporta, kliničkoj medicini i profesionalnoj higijeni.

Količina krvi koju srce izbaci u minuti naziva se minutni volumen krvi(MOK). Količina krvi koju srce ispumpa u jednom otkucaju naziva se udarni (sistolički) volumen krvi(WOK).

Minutni volumen krvi kod osobe u stanju relativnog mirovanja je 4,5-5 litara. Jednako je za desnu i lijevu klijetku. Udarni volumen može se jednostavno izračunati dijeljenjem IOC-a s brojem otkucaja srca.

Trening je od velike važnosti za promjenu veličine minutnog i udarnog volumena krvi. Pri obavljanju istog rada kod trenirane osobe značajno se povećava vrijednost sistoličkog i minutnog volumena srca uz blagi porast broja otkucaja srca; kod netrenirane osobe, naprotiv, broj otkucaja srca se značajno povećava, a sistolički volumen krvi se gotovo ne mijenja.

SVR se povećava s povećanim protokom krvi u srce. Kako se sistolički volumen povećava, tako raste i IOC.

Udarni volumen srca

Važna karakteristika crpne funkcije srca daje udarni volumen, koji se također naziva sistolički volumen.

Jačina udara(VV) - količina krvi koju klijetka srca izbaci u arterijski sustav u jednoj sistoli (ponekad se koristi naziv sistolički izlaz).

Budući da su veliki i mali serijski povezani, u stabilnom hemodinamskom režimu udarni volumen lijeve i desne klijetke obično je jednak. Samo kratko vrijeme u razdoblju oštre promjene u radu srca i hemodinamike može doći do male razlike između njih. Vrijednost SV odrasle osobe u mirovanju iznosi 55-90 ml, a tijekom tjelesnog napora može porasti do 120 ml (kod sportaša do 200 ml).

Starrova formula (sistolički volumen):

CO = 90,97 + 0,54. PD - 0,57. DD - 0,61. NA,

gdje je CO sistolički volumen, ml; PD - pulsni tlak, mm Hg. Umjetnost.; DD - dijastolički tlak, mm Hg. Umjetnost.; B - dob, godine.

Normalni CO u mirovanju je 70-80 ml, a tijekom vježbanja - 140-170 ml.

Krajnji dijastolički volumen

Krajnji dijastolički volumen(EDV) je količina krvi u ventrikulu na kraju dijastole (u mirovanju oko 130-150 ml, ali ovisno o spolu, dobi može varirati između 90-150 ml). Tvore je tri volumena krvi: koja ostaje u ventrikulu nakon prethodne sistole, pritječe iz venskog sustava tijekom ukupne dijastole i pumpa se u ventrikul tijekom sistole atrija.

Stol. Krajnji dijastolički volumen krvi i njegove komponente

Krajnji sistolički volumen

Krajnji sistolički volumen(KSO) je količina krvi koja ostaje u klijetki neposredno nakon. U mirovanju je manji od 50% krajnjeg dijastoličkog volumena, odnosno 50-60 ml. Dio ovog volumena krvi je rezervni volumen koji se može izbaciti s povećanjem snage srčanih kontrakcija (na primjer, tijekom vježbanja, povećanje tonusa centara simpatičkog živčanog sustava, djelovanje adrenalina na srce , hormoni štitnjače).

Za procjenu kontraktilnosti srčanog mišića koriste se brojni kvantitativni pokazatelji, trenutno mjereni ultrazvukom ili sondiranjem srčanih šupljina. To uključuje pokazatelje ejekcijske frakcije, brzinu izbacivanja krvi u fazi brzog izbacivanja, brzinu porasta tlaka u ventrikulu tijekom razdoblja stresa (mjereno ventrikularnim sondiranjem) i brojne srčane indekse.

Ejekcijska frakcija(EF) - izražava se kao postotak omjera udarnog volumena i krajnjeg dijastoličkog volumena ventrikula. Ejekcijska frakcija kod zdrave osobe u mirovanju je 50-75%, a tijekom tjelesne aktivnosti može doseći 80%.

Brzina izbacivanja krvi mjereno Doppler ultrazvukom srca.

Brzina povećanja tlaka u šupljinama ventrikula smatra se jednim od najpouzdanijih pokazatelja kontraktilnosti miokarda. Za lijevu klijetku, vrijednost ovog pokazatelja je normalno 2000-2500 mm Hg. st./s.

Smanjenje ejekcijske frakcije ispod 50%, smanjenje brzine izbacivanja krvi i brzine porasta tlaka ukazuju na smanjenje kontraktilnosti miokarda i mogućnost razvoja insuficijencije pumpne funkcije srca.

Minutni volumen protoka krvi

Minutni volumen protoka krvi(MOC) - pokazatelj pumpne funkcije srca, jednak volumenu krvi koju klijetka izbaci u krvožilni sustav u 1 minuti (koristi se i naziv minutni prasak).

IOC = UO. brzina otkucaja srca.

Budući da su SV i HR lijeve i desne klijetke jednaki, njihov IOC je također isti. Dakle, isti volumen krvi protječe kroz mali i veliki krug cirkulacije krvi u istom vremenskom razdoblju. Kod košnje, MOK je 4-6 litara, tijekom fizičkog napora može doseći 20-25 litara, a za sportaše - 30 litara ili više.

Izravne metode: kateterizacija srčanih šupljina s uvođenjem senzora – mjerača protoka.

Neizravne metode:

• Fickova metoda:

gdje je IOC minutni volumen cirkulacije krvi, ml / min; VO 2 - potrošnja kisika u 1 min, ml/min; CaO 2 - sadržaj kisika u 100 ml arterijske krvi; CvO 2 - sadržaj kisika u 100 ml venske krvi

• Metoda razrjeđivanja indikatora:

gdje je J količina ubrizgane tvari, mg; C je prosječna koncentracija tvari izračunata iz krivulje razrjeđivanja, mg/l; T-trajanje prvog vala cirkulacije, s

• Ultrazvučna protokometrija
• Tetrapolarna torakalna reografija

Srčani indeks

Srčani indeks(SI) - omjer minutnog volumena protoka krvi i površine tijela (S):

SI = IOC / S(l / min / m 2).

gdje je IOC minutni volumen cirkulacije krvi, l / min; S - površina tijela, m 2.

Normalno, SI \u003d 3-4 l / min / m 2.

Zahvaljujući radu srca, osigurava se kretanje krvi kroz sustav krvnih žila. Čak iu uvjetima života bez fizičkog napora, srce pumpa do 10 tona krvi dnevno. Koristan rad srca troši se na stvaranje krvnog tlaka i njegovo ubrzanje.

Ventrikuli troše oko 1% ukupnog rada i troškova energije srca da ubrzaju dijelove izbačene krvi. Stoga se ova vrijednost može zanemariti u izračunima. Gotovo sav korisni rad srca troši se na stvaranje pritiska - pokretačku snagu protoka krvi. Rad (A) koji obavi lijeva klijetka srca tijekom jednog srčanog ciklusa jednak je umnošku srednjeg tlaka (P) u aorti i udarnog volumena (SV):

U mirovanju, u jednoj sistoli, lijeva klijetka obavlja rad od oko 1 N / m (1 N \u003d 0,1 kg), a desna klijetka približno 7 puta manje. To je zbog niskog otpora krvnih žila plućne cirkulacije, zbog čega se protok krvi u plućnim žilama osigurava pri prosječnom tlaku od 13-15 mm Hg. Art., dok je u sistemskoj cirkulaciji prosječni tlak 80-100 mm Hg. Umjetnost. Dakle, lijeva klijetka mora potrošiti oko 7 puta više rada od desne klijetke da bi izbacila ultraljubičasto zračenje krvi. To uzrokuje razvoj veće mišićne mase lijeve klijetke u usporedbi s desnom.

Izvođenje rada zahtijeva troškove energije. Oni služe ne samo za pružanje korisnog rada, već i za održavanje osnovnih životnih procesa, transport iona, obnavljanje staničnih struktura i sintetiziranje organskih tvari. Učinkovitost srčanog mišića je u rasponu od 15-40%.

Energija ATP-a, potrebna za vitalnu aktivnost srca, dobiva se uglavnom tijekom oksidativne fosforilacije, koja se provodi uz obaveznu potrošnju kisika. Istodobno se u mitohondrijima kardiomiocita mogu oksidirati različite tvari: glukoza, slobodne masne kiseline, aminokiseline, mliječna kiselina, ketonska tijela. U tom smislu, miokard je (za razliku od živčanog tkiva, koje za energiju koristi glukozu) "organ svejed". Za zadovoljenje energetskih potreba srca u mirovanju potrebno je 24-30 ml kisika u minuti, što je oko 10% ukupne potrošnje kisika u tijelu odrasle osobe u istom vremenu. Do 80% kisika izvlači se iz krvi koja teče kroz kapilare srca. U drugim organima ta je brojka mnogo manja. Dostava kisika najslabija je karika u mehanizmima koji opskrbljuju srce energijom. To je zbog osobitosti srčanog protoka krvi. Nedostatak dostave kisika u miokard, povezan s oštećenjem koronarnog protoka krvi, najčešća je patologija koja dovodi do razvoja infarkta miokarda.

Ejekcijska frakcija

Frakcija istiskivanja = CO / EDV

gdje je CO sistolički volumen, ml; EDV — krajnji dijastolički volumen, ml.

Ejekcijska frakcija u mirovanju je 50-60%.

Brzina protoka krvi

Prema zakonima hidrodinamike, količina tekućine (Q) koja teče kroz bilo koju cijev izravno je proporcionalna razlici tlaka na početku (P 1) i na kraju (P 2) cijevi i obrnuto proporcionalna otporu ( R) na protok tekućine:

Q \u003d (P 1 -P 2) / R.

Ako se ova jednadžba primijeni na krvožilni sustav, tada treba imati na umu da je tlak na kraju ovog sustava, t.j. na ušću šupljih vena u srce, blizu nule. U ovom slučaju, jednadžba se može napisati kao:

Q=P/R

gdje Q- količina krvi koju srce izbaci u minuti; R- vrijednost prosječnog tlaka u aorti; R je vrijednost vaskularnog otpora.

Iz ove jednadžbe slijedi da je P = Q*R, tj. tlak (P) na ušću aorte izravno je proporcionalan volumenu krvi koju izbacuje srce u arterije u minuti (Q), te vrijednosti perifernog otpora (R). Aortalni tlak (P) i minutni volumen (Q) mogu se izmjeriti izravno. Poznavajući ove vrijednosti, izračunava se periferni otpor - najvažniji pokazatelj stanja krvožilnog sustava.

Periferni otpor vaskularnog sustava zbroj je mnogih pojedinačnih otpora svake žile. Bilo koja od ovih posuda može se usporediti s cijevi čiji je otpor određen Poiseuilleovom formulom:

gdje L- duljina cijevi; η je viskoznost tekućine koja teče u njemu; Π je omjer opsega i promjera; r je polumjer cijevi.

Razlika u krvnom tlaku, koja određuje brzinu kretanja krvi kroz žile, kod ljudi je velika. Kod odrasle osobe maksimalni tlak u aorti je 150 mm Hg. Art., I u velikim arterijama - 120-130 mm Hg. Umjetnost. U manjim arterijama krv nailazi na veći otpor i ovdje tlak znatno pada - do 60-80 mm. rt st. Najoštriji pad tlaka opažen je u arteriolama i kapilarama: u arteriolama je 20-40 mm Hg. Art., I u kapilarama - 15-25 mm Hg. Umjetnost. U venama se tlak smanjuje na 3-8 mm Hg. Art., U šupljim venama, tlak je negativan: -2-4 mm Hg. čl., tj. na 2-4 mm Hg. Umjetnost. ispod atmosferskog. To je zbog promjene tlaka u prsnoj šupljini. Tijekom udisaja, kada se tlak u prsnoj šupljini znatno smanji, smanjuje se i krvni tlak u šupljoj veni.

Iz navedenih podataka vidljivo je da krvni tlak u različitim dijelovima krvotoka nije isti, te se smanjuje od arterijskog kraja krvožilnog sustava prema venskom kraju. U velikim i srednjim arterijama blago se smanjuje, za oko 10%, au arteriolama i kapilarama - za 85%. To ukazuje da se 10% energije koju razvija srce tijekom kontrakcije troši na kretanje krvi u velikim arterijama, a 85% troši se na njezino kretanje kroz arteriole i kapilare (slika 1).

Riža. 1. Promjena tlaka, otpora i lumena krvnih žila u različitim dijelovima krvožilnog sustava

Glavni otpor protoku krvi javlja se u arteriolama. Sustav arterija i arteriola naziva se posude otpora ili otporne posude.

Arteriole su posude malog promjera - 15-70 mikrona. Njihova stijenka sadrži debeli sloj kružno smještenih glatkih mišićnih stanica, čijim smanjenjem se lumen žile može značajno smanjiti. Istodobno se naglo povećava otpor arteriola, što otežava istjecanje krvi iz arterija, a tlak u njima raste.

Smanjenje tonusa arteriola povećava otjecanje krvi iz arterija, što dovodi do pada krvnog tlaka (BP). Od svih dijelova krvožilnog sustava arteriole imaju najveći otpor, pa je promjena njihovog lumena glavni regulator razine ukupnog arterijskog tlaka. Arteriole su "slavine krvožilnog sustava". Otvaranje ovih "slavina" povećava protok krvi u kapilare odgovarajućeg područja, poboljšavajući lokalnu cirkulaciju krvi, a zatvaranje naglo pogoršava cirkulaciju krvi ove vaskularne zone.

Dakle, arteriole imaju dvostruku ulogu:

• sudjeluju u održavanju razine općeg arterijskog tlaka potrebnog za tijelo;
• sudjeluju u regulaciji veličine lokalnog protoka krvi kroz određeni organ ili tkivo.

Vrijednost protoka krvi u organu odgovara potrebi organa za kisikom i hranjivim tvarima, određenoj razinom aktivnosti organa.

U radnom organu smanjuje se ton arteriola, što osigurava povećanje protoka krvi. Kako se ukupni krvni tlak ne bi smanjio u drugim (nefunkcionalnim) organima, povećava se tonus arteriola. Ukupna vrijednost ukupnog perifernog otpora i opća razina krvnog tlaka ostaju približno konstantni, unatoč kontinuiranoj preraspodjeli krvi između radnih i neradnih organa.

Volumetrijska i linearna brzina kretanja krvi

Volumetrijska brzina protok krvi je količina krvi koja teče po jedinici vremena kroz zbroj poprečnih presjeka krvnih žila određenog dijela vaskularnog korita. Isti volumen krvi protječe kroz aortu, plućne arterije, šuplju venu i kapilare u jednoj minuti. Stoga se uvijek ista količina krvi vraća u srce kao što je bačena u krvne žile tijekom sistole.

Volumetrijska brzina u različitim organima može varirati ovisno o radu organa i veličini njegove vaskulature. U radnom organu može se povećati lumen krvnih žila, a s njim i volumetrijska brzina kretanja krvi.

Linearna brzina Kretanje krvi naziva se put koji krv prijeđe u jedinici vremena. Linearna brzina (V) odražava brzinu kretanja čestica krvi duž krvne žile i jednaka je volumetrijskoj brzini (Q) podijeljenoj s površinom poprečnog presjeka krvne žile:

Njegova vrijednost ovisi o lumenu krvnih žila: linearna brzina je obrnuto proporcionalna površini poprečnog presjeka žile. Što je širi ukupni lumen krvnih žila, to je kretanje krvi sporije, a što je uži, to je veća brzina kretanja krvi (slika 2). Kako se arterije granaju, brzina kretanja u njima se smanjuje, budući da je ukupni lumen grana krvnih žila veći od lumena izvornog debla. Kod odrasle osobe, lumen aorte je približno 8 cm 2, a zbroj lumena kapilara je 500-1000 puta veći - 4000-8000 cm 2. Zbog toga je linearna brzina krvi u aorti 500-1000 puta veća od 500 mm/s, au kapilarama samo 0,5 mm/s.

Riža. 2. Znakovi krvnog tlaka (A) i linearne brzine protoka krvi (B) u različitim dijelovima krvožilnog sustava

Sistolički (udarni) volumen srca je količina krvi koju svaka klijetka izbaci u jednoj kontrakciji. Uz srčani ritam, CO ima značajan utjecaj na vrijednost IOC-a. U odraslih muškaraca, CO može varirati od 60-70 do 120-190 ml, au žena - od 40-50 do 90-150 ml (vidi tablicu 7.1).

CO je razlika između krajnjeg dijastoličkog i krajnjeg sistoličkog volumena. Stoga do povećanja CO može doći i većim punjenjem ventrikularnih šupljina u dijastoli (povećanje krajnjeg dijastoličkog volumena) i povećanjem sile kontrakcije i smanjenjem količine krvi koja ostaje u klijetkama na kraj sistole (smanjenje krajnjeg sistoličkog volumena). CO se mijenja tijekom mišićnog rada. Na samom početku rada, zbog relativne inercije mehanizama koji dovode do povećanja prokrvljenosti skeletnih mišića, venski povrat raste relativno sporo. U ovom trenutku, povećanje CO uglavnom je posljedica povećanja sile kontrakcije miokarda i smanjenja krajnjeg sistoličkog volumena. Kako se ciklički rad koji se izvodi u okomitom položaju tijela nastavlja, zbog značajnog povećanja protoka krvi kroz mišiće koji rade i aktivacije mišićne pumpe povećava se venski povrat u srce. Kao rezultat toga krajnji dijastolički volumen ventrikula kod netreniranih osoba raste sa 120-130 ml u mirovanju na 160-170 ml, a kod dobro treniranih sportaša čak do 200-220 ml. Istodobno dolazi do povećanja snage kontrakcije srčanog mišića. To pak dovodi do potpunijeg pražnjenja ventrikula tijekom sistole. Krajnji sistolički volumen tijekom vrlo teškog mišićnog rada može se smanjiti na 40 ml u netreniranih osoba, a do 10-30 ml u treniranih osoba. To jest, povećanje krajnjeg dijastoličkog volumena i smanjenje krajnjeg sistoličkog volumena dovode do značajnog porasta CO (slika 7.9).

Ovisno o snazi ​​rada (potrošnja O2) dolazi do vrlo karakterističnih promjena CO. Kod netreniranih ljudi, CO se povećava što je više moguće u usporedbi s njegovom razinom m u mirovanju za 50-60%. Za većinu ljudi, pri radu na biciklističkom ergometru, CO doseže svoj maksimum pri opterećenjima s potrošnjom kisika na razini od 40-50% MIC (vidi sl. 7.7). Drugim riječima, s povećanjem intenziteta (snage) cikličkog rada, mehanizam za povećanje IOC prvenstveno koristi ekonomičniji način povećanja izbacivanja krvi iz srca za svaku sistolu. Ovaj mehanizam iscrpljuje svoje rezerve pri otkucajima srca od 130-140 otkucaja/min.

Kod netreniranih ljudi maksimalne vrijednosti CO smanjuju se s godinama (vidi sliku 7.8). Kod osoba starijih od 50 godina, koje obavljaju posao s istom razinom potrošnje kisika kao i 20-godišnjaci, CO je manji za 15-25%. Može se pretpostaviti da je smanjenje CO povezano sa starošću rezultat smanjenja kontraktilne funkcije srca i, očito, smanjenja brzine opuštanja srčanog mišića.

GLAVNI POKAZATELJI RADA SRCA.

Glavna funkcija srca je pumpanje krvi u krvožilni sustav. Funkciju pumpanja srca karakterizira nekoliko pokazatelja. Jedan od najvažnijih pokazatelja rada srca je minutni volumen cirkulacije krvi (MOV) - količina krvi koju izbace srčane klijetke u minuti. IOC lijeve i desne klijetke je isti. Sinonim za koncept IOC-a je izraz "srčani minutni volumen" (CO). IOC je integralni pokazatelj rada srca, ovisno o vrijednosti sistoličkog volumena (SO) - količine krvi (ml; l) koju srce izbaci u jednoj kontrakciji, te otkucaja srca. Dakle, IOC (l / min) \u003d CO (l) x broj otkucaja srca (bpm). Ovisno o prirodi aktivnosti osobe u određenom trenutku (osobiteti fizičkog rada, držanje tijela, stupanj psiho-emocionalnog stresa itd.), Udio doprinosa otkucaja srca i CO promjenama IOC-a je različit. Približne vrijednosti otkucaja srca, CO i IOC ovisno o položaju tijela, spolu, tjelesnoj spremnosti i razini tjelesne aktivnosti prikazane su u tablici. 7.1.

Brzina otkucaja srca

broj otkucaja srca u mirovanju. Otkucaji srca jedan su od najinformativnijih pokazatelja stanja ne samo kardiovaskularnog sustava, već i cijelog organizma u cjelini. Počevši od rođenja pa do 20-30 godina starosti, broj otkucaja srca u mirovanju smanjuje se sa 100-110 na 70 otkucaja / min u mladih netreniranih muškaraca i na 75 otkucaja / min u žena. U budućnosti, s povećanjem dobi, otkucaji srca lagano se povećavaju: kod 60-76-godišnjaka u mirovanju, u usporedbi s mladima, za 5-8 otkucaja / min.

Otkucaji srca tijekom mišićnog rada. Jedini način da se poveća doprema kisika u mišiće koji rade je povećanje volumena krvi koja im se isporučuje po jedinici vremena. Da bi se to postiglo, MOK se mora povećati. Budući da broj otkucaja srca izravno utječe na vrijednost IOC-a, povećanje broja otkucaja srca tijekom mišićnog rada obavezan je mehanizam koji ima za cilj zadovoljiti značajno rastuće metaboličke potrebe. Promjene otkucaja srca tijekom rada prikazane su na sl. 7.6.

Ako se snaga cikličkog rada izražava količinom utrošenog kisika (kao postotak vrijednosti maksimalne potrošnje kisika - MPC), tada frekvencija srca raste linearno sa snagom rada (Og potrošnja, sl. 7.7.). ). Kod žena, uz istu konzumaciju Og kao i kod muškaraca, broj otkucaja srca je obično 10-12 otkucaja/min veći.

Prisutnost izravno proporcionalnog odnosa između snage rada i vrijednosti otkucaja srca čini otkucaje srca važnim informativnim pokazateljem u praktičnim aktivnostima trenera i učitelja. Kod mnogih vrsta mišićne aktivnosti, broj otkucaja srca je točan i lako odrediv pokazatelj intenziteta izvršene tjelesne aktivnosti, fiziološke cijene rada i karakteristika tijeka razdoblja oporavka.

Za praktične potrebe potrebno je znati vrijednost maksimalne frekvencije srca kod osoba različitog spola i dobi. S godinama se smanjuju maksimalne vrijednosti otkucaja srca i kod muškaraca i kod žena (slika 7.8.). Točna vrijednost otkucaja srca za svaku pojedinu osobu može se odrediti samo empirijski, bilježenjem brzine otkucaja srca tijekom rada s povećanjem snage na bicikl-ergometru. U praksi se za približnu procjenu maksimalnog broja otkucaja srca osobe (bez obzira na spol) koristi sljedeća formula: HRmax \u003d 220 - dob (u godinama).

Sistolički volumen srca

Sistolički (udarni) volumen srca je količina krvi koju svaka klijetka izbaci u jednoj kontrakciji. Uz srčani ritam, CO ima značajan utjecaj na vrijednost IOC-a. U odraslih muškaraca, CO može varirati od 60-70 do 120-190 ml, au žena - od 40-50 do 90-150 ml (vidi tablicu 7.1).

CO je razlika između krajnjeg dijastoličkog i krajnjeg sistoličkog volumena. Stoga do povećanja CO može doći i većim punjenjem ventrikularnih šupljina u dijastoli (povećanje krajnjeg dijastoličkog volumena) i povećanjem sile kontrakcije i smanjenjem količine krvi koja ostaje u klijetkama na kraj sistole (smanjenje krajnjeg sistoličkog volumena). CO se mijenja tijekom mišićnog rada. Na samom početku rada, zbog relativne inercije mehanizama koji dovode do povećanja prokrvljenosti skeletnih mišića, venski povrat raste relativno sporo. U ovom trenutku, povećanje CO uglavnom je posljedica povećanja sile kontrakcije miokarda i smanjenja krajnjeg sistoličkog volumena. Kako se ciklički rad koji se izvodi u okomitom položaju tijela nastavlja, zbog značajnog povećanja protoka krvi kroz mišiće koji rade i aktivacije mišićne pumpe povećava se venski povrat u srce. Kao rezultat toga krajnji dijastolički volumen ventrikula kod netreniranih osoba raste sa 120-130 ml u mirovanju na 160-170 ml, a kod dobro treniranih sportaša čak do 200-220 ml. Istodobno dolazi do povećanja snage kontrakcije srčanog mišića. To pak dovodi do potpunijeg pražnjenja ventrikula tijekom sistole. Krajnji sistolički volumen tijekom vrlo teškog mišićnog rada može se smanjiti na 40 ml u netreniranih osoba, a do 10-30 ml u treniranih osoba. To jest, povećanje krajnjeg dijastoličkog volumena i smanjenje krajnjeg sistoličkog volumena dovode do značajnog porasta CO (slika 7.9).

Ovisno o snazi ​​rada (potrošnja O2) dolazi do vrlo karakterističnih promjena CO. Kod netreniranih ljudi, CO se povećava što je više moguće u usporedbi s njegovom razinom m u mirovanju za 50-60%. Za većinu ljudi, pri radu na biciklističkom ergometru, CO doseže svoj maksimum pri opterećenjima s potrošnjom kisika na razini od 40-50% MIC (vidi sl. 7.7). Drugim riječima, s povećanjem intenziteta (snage) cikličkog rada, mehanizam za povećanje IOC prvenstveno koristi ekonomičniji način povećanja izbacivanja krvi iz srca za svaku sistolu. Ovaj mehanizam iscrpljuje svoje rezerve pri otkucajima srca od 130-140 otkucaja/min.

Kod netreniranih ljudi maksimalne vrijednosti CO smanjuju se s godinama (vidi sliku 7.8). Kod osoba starijih od 50 godina, koje obavljaju posao s istom razinom potrošnje kisika kao i 20-godišnjaci, CO je manji za 15-25%. Može se pretpostaviti da je smanjenje CO povezano sa starošću rezultat smanjenja kontraktilne funkcije srca i, očito, smanjenja brzine opuštanja srčanog mišića.

Minutni volumen cirkulacije krvi

Važan pokazatelj stanja srca je minutni volumen krvotoka, odnosno minutni volumen krvotoka (MOV). Često se koristi kao sinonim za koncept IOC - minutni volumen srca (CO). Vrijednost IOC-a, koja je derivat CO i otkucaja srca (MOC \u003d CO x HR), ovisi o mnogim čimbenicima (vidi tablicu 7.1). Među njima su dimenzije srca, stanje energetskog metabolizma u mirovanju, položaj tijela u prostoru, razina kondicije, veličina tjelesnog ili psihoemocionalnog stresa, vrsta posla (statičan ili dinamičan), i volumen aktivnih mišića su od vodeće važnosti.

U mirovanju, u ležećem položaju, IOC u netreniranih i obučenih muškaraca je 4,0-5,5 l / min, au žena - 3,0-4,5 l / min (vidi tablicu 7.1). Zbog činjenice da IOC ovisi o veličini tijela, ako je potrebno usporediti IOC kod ljudi različite težine, koristi se relativni pokazatelj - srčani indeks - omjer vrijednosti IOC (u l / min ) na površinu tijela (u m2). Površina tijela određena je posebnim nomogramom, na temelju podataka o težini i visini osobe. U zdrave osobe u uvjetima bazalnog metabolizma, srčani indeks je obično 2,5-3,5 l / min / m2. U nekim situacijama (na primjer, pri niskim temperaturama okoline), čak iu uvjetima fizičkog odmora, energetski metabolizam u tijelu se povećava. To dovodi do povećanja broja otkucaja srca i, sukladno tome, IOC-a.

U stojećem položaju, kod svih ljudi, IOC je obično 25-30% manji nego u ležećem položaju (vidi tablicu 7.1). To je zbog činjenice da se u okomitom položaju tijela znatne količine krvi nakupljaju u donjoj polovici tijela. Kao rezultat, CO se značajno smanjuje.

IOC i ukupni volumen cirkulirajuće krvi. Ukupni volumen krvi u krvnim žilama naziva se volumen cirkulirajuće krvi (CBV). BCC je važan parametar koji određuje tlak pri kojem se srce puni krvlju tijekom dijastole, a time i veličinu sistoličkog volumena. Vrijednost BCC može pretrpjeti značajne promjene kada se ljudsko tijelo pomakne u okomiti položaj, s mišićnim opterećenjem, pod utjecajem hormonalnih čimbenika, promjena u stupnju kondicije, temperature okoline itd.

Kod odrasle osobe oko 84% sve krvi nalazi se u velikom krugu, 9% u malom (plućnom) krugu i 7% u srcu. Oko 60-70% sve krvi sadržano je u venskim žilama.

Promjene u IOC-u tijekom rada mišića. U uvjetima mišićne aktivnosti potrebe mišića za kisikom rastu proporcionalno snazi ​​obavljenog rada. U tom slučaju ukupna potrošnja kisika u tijelu može se povećati 10 ili više puta. Sasvim je prirodno da to zahtijeva značajno povećanje MOK-a. Odnos između količine potrošnje kisika (ili snage rada) i IOC-a, do njegovih graničnih vrijednosti, je linearan (vidi sl. 7.7). Kao što je već navedeno, IOC ovisi o vrijednosti CO i otkucaja srca (IOC \u003d CO x HR). Tijekom mišićnog rada, povećanje IOC-a je posljedica povećanja i CO i brzine otkucaja srca. Specifična vrijednost IOC-a ovisi o mnogim čimbenicima. Konkretno, uz istu snagu rada u sjedećem ili stojećem položaju, MOK je manji nego pri radu u vodoravnom položaju (sl. 7.10). Na granici aerobnih opterećenja IOC u treniranih muškaraca i žena znatno je veći nego u netreniranih. Maksimalne vrijednosti IOC-a kod netreniranih muškaraca i žena smanjuju se s dobi (vidi sliku 7.8). Kod ostalih jednakih uvjeta (spol, dob, kondicija, položaj subjekta, temperatura okoline i drugi čimbenici), IOC ovisi o volumenu aktivne mišićne mase i prirodi posla koji se obavlja. Kod dinamičkog rada, u kojem sudjeluju male mišićne skupine (npr. rad s jednom ili dvije ruke), MOK je manji nego kada rade veći mišići nogu.Pri statičkom radu, za razliku od dinamičkog, MOK se gotovo ne mijenja. To je zbog činjenice da je cirkulacija krvi u mišićima praktički zaustavljena. Dotok krvi u srce se ili ne mijenja ili se čak može smanjiti. Blagi porast minutnog volumena srca, koji se primjećuje tijekom izometrijskih kontrakcija, povezan je s izraženim povećanje broja otkucaja srca tijekom ovakvog rada.