Ударний та хвилинний обсяги кровообігу (серця).

Кількість крові, що викидається шлуночком серця в артерії на хвилину, є важливим показником. функціонального станусерцево-судинної системи (ССС) і називається хвилинним обсягом крові (МОК). Він однаковий для обох шлуночків та у спокої дорівнює 4,5–5 л.

Важливу характеристику насосної функції серця дає ударний об'єм , званий також систолічним обсягом або систолічним викидом . Ударний об'єм– кількість крові, що викидається шлуночком серця до артеріальної системи за одну систолу. (Якщо розділити МОК на ЧСС за хвилину отримаємо систолічнийоб'єм (СО) кровотоку.) При скороченні серця рівному 75 ударів на хв він становить 65-70 мл, при роботі збільшується до 125 мл. У спортсменів у спокої він становить 100 мл, під час роботи зростає до 180 мл. Визначення МОК і ЗІ широко застосовується в клініці.

Фракція викиду (ФВ) - Виражене у відсотках відношення ударного об'єму серця до кінцево-діастолічного об'єму шлуночка. ФВ у спокої у здорової людини 50-75%, а при фізичного навантаженняможе сягати 80%.

Об'єм крові порожнини шлуночка, який вона займає перед його систолою, становить звичайно-діастолічнийоб'єм (120-130 мл).

Звичайно-систолічний об'єм (КСВ) - це кількість крові, що залишається в шлуночку відразу після систоли. У спокої він не перевищує 50% від КДО, або 50-60 мл. Частина цього об'єму крові є резервним об'ємом.

Резервний обсяг реалізується зі збільшенням ЗІ при навантаженнях. У нормі він становить 15-20% від кінцево-діастолічного.

Об'єм крові в порожнинах серця, що залишається при повній реалізації резервного об'єму, при максимальній систолі становить залишковийОб `єм. ЗІ та МОК величини непостійні. При м'язовій діяльності МОК зростає до 30-38 л за рахунок збільшення скорочень серця та збільшення СОК.

Ряд показників використовується з метою оцінки скоротливості серцевого м'яза. До них відносяться: фракція викиду, швидкість вигнання крові у фазу швидкого наповнення, швидкість приросту тиску у шлуночку в період напруги (вимірюється при зондуванні шлуночка)/

Швидкість вигнання крові змінюється методом Доплера при УЗД серця.

Швидкість приросту тиску у порожнинах вважається шлуночків вважається одним із найбільш достовірних показників скоротливості міокарда. Для лівого шлуночка величина цього показника у нормі становить 2000-2500 мм рт ст/с.

Зниження фракції викиду нижче 50%, зменшення швидкості вигнання крові, швидкості приросту тиску свідчать про зниження скоротливості міокарда та можливість розвитку недостатності насосної функції серця.

Величина МОК, поділена на площу поверхні тіла в м 2 визначається як серцевий індекс(Л/хв/м 2).

СІ = МОК/S (л/хв×м 2)

Він є показником насосної функції серця. В нормі серцевий індексстановить 3-4 л/хв×м 2 .

МОК, УОК та СІ поєднують загальним поняттям серцевий викид.

Якщо відомий МОК та АТ в аорті (або легеневої артерії) можна визначити зовнішню роботу серця

Р = МОК × АТ

Р - робота серця на хв у кілограмометрах (кг/м).

МОК – хвилинний об'єм крові (л).

АТ - тиск у метрах водяного стовпа.

При фізичному спокої зовнішня робота серця становить 70–110 Дж, під час роботи збільшується до 800 Дж, кожному за шлуночка окремо.

Таким чином, робота серця визначається двома факторами:

1. Кількість припливає до нього крові.

2. Опір судин при вигнанні крові в артерії (аорту та легеневу артерію). Коли серце не може при цьому опорі судин перекачати всю кров артерії, виникає серцева недостатність.

Розрізняють 3 варіанти серцевої недостатності:

1. Недостатність від навантаження, коли до серця з нормальною скорочувальною здатністю пред'являються надмірні вимоги при пороках, гіпертензії.

2. Недостатність серця під час ушкодження міокарда: інфекції, інтоксикації, авітамінози, порушення коронарного кровообігу. При цьому знижується скорочувальна функція серця.

3. Змішана форма недостатності – при ревматизмі, дистрофічних змінах у міокарді та ін.

Весь комплекс проявів діяльності серця реєструється за допомогою різних фізіологічних методик. кардіографій:ЕКГ, електрокімографія, балістокардіографія, динамокардіографія, верхівкова кардіографія, ультразвукова кардіографія та ін.

Діагностичним методом клініки є електрична реєстрація руху контуру серцевої тіні на екрані рентгенівського апарату. До екрану на краях контуру серця прикладають фотоелемент, з'єднаний з осцилографом. При рухах серця змінюється освітленість фотоелемента. Це реєструється осцилографом у вигляді кривої скорочення та розслаблення серця. Така методика називається електрокімографією.

Верхівкова кардіограмареєструється будь-якою системою, яка вловлює малі локальні переміщення. Датчик укріплюється в 5 міжребер'ї над місцем серцевого поштовху. Характеризує всі фази серцевого циклу. Але зареєструвати всі фази вдається не завжди: серцевий поштовх по-різному проектується, частина сили прикладається до ребрів. Запис у різних осібі в однієї особи може відрізнятися, впливає ступінь розвитку жирового шару та ін.

Використовуються в клініці також методи дослідження, що ґрунтуються на використанні ультразвуку. ультразвукова кардіографія.

Ультразвукові коливання при частоті 500 кГц і вище глибоко проникають через тканини утвореними випромінювачами ультразвуку, прикладеними до поверхні грудної клітини. Ультразвук відбивається від тканин різної щільності – від зовнішньої та внутрішньої поверхні серця, від судин, від клапанів. Визначається час досягнення відбитого ультразвуку до приладу, що вловлює.

Якщо поверхня, що відбиває, переміщається, то час повернення ультразвукових коливань змінюється. Цей метод можна використовувати для реєстрації змін конфігурації структур серця за його діяльності у вигляді кривих, записаних з екрану електроннопроменевої трубки. Ці методики називаються неінвазивними.

До інвазивних методик відносяться:

Катетеризація порожнин серця. У центральний кінець розкритої плечової вени вводять еластичний зонд-катетер і проштовхують до серця (у праву половину). В аорту чи лівий шлуночок вводять зонд через плечову артерію.

Ультразвукове сканування- Джерело ультразвуку вводиться в серце за допомогою катетера.

Ангіографіяє дослідження рухів серця в полі рентгенівських променівта ін.

Механічні та звукові прояви серцевої діяльності. Тони серця, їхній генез. Полікардіографія. Зіставлення у часі періодів та фаз серцевого циклу ЕКГ та ФКГ та механічних проявів серцевої діяльності.

Серцевий поштовх.При діастолі серце набуває форми еліпсоїда. При систолі воно набуває форми кулі, поздовжній діаметр зменшується, поперечний збільшується. Верхівка при систолі піднімається та притискається до передньої грудної стінки. У 5 міжребер'ї виникає серцевий поштовх, який може бути зареєстрований ( верхівкова кардіографія). Вигнання крові зі шлуночків та її рух судинами, внаслідок реактивної віддачі викликає коливання всього тіла. Реєстрація цих коливань називається балістокардіографією. Робота серця супроводжується також звуковими явищами.

Тони серця.При вислуховуванні серця визначаються два тони: перший – систолічний, другий – діастолічний.

Систолічнийтон низький, протяжний (0,12 с). У його генезі беруть участь кілька компонентів, що нашаровуються:

1. Компонент закриття мітрального клапана.

2. Закриття тристулкового клапана.

3. Пульмональний тон вигнання крові.

4. Аортальний тон вигнання крові.

Характеристику І тону визначає напругу стулчастих клапанів, напругу сухожильних ниток, сосочкових м'язів, стінок міокарда шлуночків.

Компоненти вигнання крові виникають при напрузі стінок магістральних судин. I тон добре прослуховується в 5-му лівому міжребер'ї. При патології в генезі I тону беруть участь:

1. Компонент відкриття аортального клапана.

2. Відкриття пульмонального клапана.

3. Тон розтягування легеневої артерії.

4. Тон розтягування аорти.

Посилення I тону може бути при:

1. Гіпердінамії: фізичні навантаження, емоції.

При порушенні тимчасових відносин між систолою передсердь та шлуночків.

При поганому наповненні лівого шлуночка (особливо при мітральному стенозіколи клапани не повністю відкриваються). Третій варіант посилення I тону має значне діагностичне значення.

Ослаблення I тону можливе при недостатності мітрального клапана, коли стулки нещільно стуляються, при ураженні міокарда та ін.

II тон - діастолічний(Високий, короткий 0,08 с). Виникає при напрузі замкнутих напівмісячних клапанів. На сфігмограмі його еквівалент - інцизура. Тон тим вищий, чим вищий тиск в аорті та легеневій артерії. Добре прослуховується у 2-міжребер'ї праворуч і ліворуч від грудини. Він посилюється при склерозі висхідної аорти, легеневої артерії. Звучання I і II тонів серця найближче передає поєднання звуків під час промови словосполучення «ЛАБ-ДАБ».

Головна / Лекції 2 курс / Фізіологія / Запитання 50. Коронарний кровотік. Систолічний та хвилинний обсягкрові / 3. Систолічний та хвилинний об'єм крові

Систолічний об'ємта хвилинний обсяг- Основні показники, які характеризують скорочувальну функцію міокарда.

Систолічний об'єм- Ударний пульсовий об'єм - той об'єм крові, який надходить зі шлуночка за 1 систолу.

Хвилинний обсяг- Об'єм крові, який надходить із серця за 1 хвилину. МО = СО х ЧСС (частота серцевих скорочень)

У дорослого хвилинний об'єм приблизно 5-7 л, у тренованого – 10 – 12 л.

Фактори, що впливають на систолічний об'єм та хвилинний об'єм:

маса тіла, якою пропорційна маса серця. При масі тіла 50-70 кг – об'єм серця 70 – 120 мл;

кількість крові, що надходить до серця (венозне повернення крові) - чим більше венозне повернення, тим більше систолічний об'єм та хвилинний об'єм;

сила серцевих скорочень впливає систолічний обсяг, а частота — на хвилинний обсяг.

Систолічний обсяг і хвилинний обсяг визначаються трьома наступними способами.

Розрахункові методи (формула Старра):Систолічний і хвилинний обсяг розраховується за допомогою: маси тіла, маси крові, тиску крові. Дуже приблизний метод.

Концентраційний метод- знаючи концентрацію будь-якої речовини в крові та її обсяг - розраховують хвилинний обсяг (вводять певну кількість індиферентної речовини).

Різновид- метод Фіка - визначається кількість вступника в організм за 1 хвилину 2 (необхідно знати артеріовенозну різницю по 2).

Інструментальні- Кардіографія (крива реєстрації електричного опору серця). Визначається площа реограми, а за нею величина систолічного обсягу.

Ударний та хвилинний обсяги кровообігу (серця)

Ударний чи систолічний об'єм серця (УО)- Кількість крові, що викидається шлуночком серця при кожному скороченні, хвилинний об'єм (МОК) - кількість крові, що викидається шлуночком на хвилину. Розмір УО залежить від обсягу серцевих порожнин, функціонального стану міокарда, потреби організму у крові.

Хвилинний обсяг насамперед залежить від потреб організму в кисні та поживних речовин. Так як потреба організму в кисні безперервно змінюється у зв'язку з умовами зовнішньої і змінюються внутрішнього середовища, то величина МОК серця є дуже мінливою.

Зміна величини МОК відбувається двома шляхами:

через зміну величини УО;

через зміну частоти серцевих скорочень.

Існують різноманітні методи визначення ударного та хвилинного об'ємів серця:газоаналітичний, методи розведення барвника, радіоізотопний та фізико-математичний.

Фізико-математичні методи дитячому віцімають переваги перед іншими внаслідок відсутності шкоди або будь-якого занепокоєння для досліджуваного, можливості як завгодно часті визначення цих параметрів гемодинаміки.

Величина ударного та хвилинного обсягів з віком збільшується, при цьому УО змінюється помітніше, ніж хвилинний, тому що з віком ритм серця сповільнюється. У новонароджених УО дорівнює 2,5 мл, у віці 1 року -10,2 мл, 7 років - 23 мл, 10 років - 37 мл 12 років - 41 мл, від 13 до 16 років - 59 мл (С. Є. Рад , 1948; Н. А. Шалков, 1957).

У дорослих УО дорівнює 60-80 мл. Показники МОК, які віднесені до маси тіла дитини (на 1 кг маси), з віком не збільшуються, а, навпаки, зменшуються.

3. Систолічний та хвилинний об'єм крові

Таким чином, відносна величина МОК серця, що характеризує потреби організму в крові, вища у новонароджених та у дітей грудного віку.

Ударний та хвилинний обсяги серця практично однакові у хлопчиків та у дівчаток віком від 7 до 10 років. З 11 років обидва показники наростають як у дівчаток, так і у хлопчиків, по останніх вони збільшуються значно (МОК досягає до 14-16 років у дівчаток 3,8 л, а у хлопчиків - 4,5 л).

Таким чином, статеві відмінності аналізованих показників гемодинаміки виявляються після 10 років. Крім ударного та хвилинного об'ємів, гемодинаміку характеризує серцевий індекс (СІ - відношення МОК до поверхні тіла), СІ варіює у дітей у широких межах - від 1,7 до 4,4 л/м 2 , при цьому зв'язку його з віком не виявляється ( середня величина СІ за віковим групамв межах шкільного вікунаближається до 3,0 л/м2).

«Дитяча торакальна хірургія», В.І.Стручков

Популярні статті розділу

Розрахунок роботи серця. Статичний та динамічний компоненти роботи серця. Потужність серця

Механічна робота, що здійснюється серцем, розвивається за рахунок скорочувальної діяльностіміокарда. Після поширенням збудження відбувається скорочення міокардіальних волокон.

Систолічний об'єм крові

Робота, що здійснюється серцем, витрачається, по-перше, на виштовхування крові в магістральні артеріальні судини проти сил тиску і, по-друге, на надання крові кінетичної енергії. Перший компонент роботи називається статичним (потенційним), а другий – кінетичним. Статичний компонент роботи серця обчислюється за формулою: Аст = РcpVc, де Рср – середній тиск крові у відповідній магістральній судині (аорті – для лівого шлуночка, легеневому артеріальному стовбурі – для правого шлуночка), Vc – систолічний об'єм. . Механічна робота, що здійснюється серцем, розвивається за рахунок скорочувальної діяльності міокарда. A = Nt; А-робота, N-потужність. Вона витрачається на: 1)виштовхування крові в магістральні судини 2) надання крові кінетичної енергії.

Рср характеризується сталістю. І. П. Павлов відносив його до гомеостатичних константів організму. Розмір рср в великому колікровообіг становить приблизно 100 мм рт. ст. (13,3 кПа). У малому колі РСР = 15 мм рт. ст. (2 кПа),

2) Статичний компонент (потенційний). A_ст = p_ср V_c; p_ср -середнє тиск крові Vc-статичний об'ємРср у малому колі:15 мм рт.ст.(2 кПа); p_срв великому колі: 100 мм рт.ст. (13,3 кПа). Динамічний компонент (кінетичний). A_k=(mv^2)/2=ρ(V_c v^2)/2; p-щільність крові (100 ^ 3кг * м ^ (-3)); V-швидкість кровотоку (0,7 м * с ^ (-1)); У цілому робота лівого шлуночка за одне скорочення в умовах спокою становить 1 Дж, а правого – менше 0,2 Дж. Причому статичний компонент домінує, досягаючи 98% всієї роботи, тоді частку кінетичного компонента припадає 2%. При фізичних і психічних навантаженнях внесок кінетичного компонента стає вагомішим (до 30%).

3) Потужність серця. N=A/t; Потужність показує яка робота відбувається за одиницю часу. Середня потужність міокарда підтримується лише на рівні 1 Вт.При навантаженнях потужність зростає до 8,2 Вт.

Попередня25262728293031323334353637383940Наступна

Деякі показники гемодинаміки

1. Підрахунок ЧСС зазвичай роблять шляхом пальпації пульсу на променевій артерії або безпосередньо серцевого поштовху.

Для виключення емоційної реакції випробуваного підрахунок здійснюють не відразу, а після закінчення 30 сек. після притискання променевої артерії.

2. Визначення АТ проводять аускультативним методом Короткова. Визначають величини систолічного (ЦД) та діастолічного (ДД) тисків.

Розрахунок гемодинаміки проводять за Савицьким.

3.Значення ПД-пульсового тиску, і СДД-середнього динамічного тиску отримують за формулою:

ПД = ЦД-ДД (мм рт.ст.)

СДД=ПД/3+ДД (ммрт.ст.)

У здорових людей ПД коливається не більше від 35 до 55 мм рт. ст.. З ним пов'язане уявлення про скорочувальної здатностісерця.

Середній динамічний тиск (СДД) відображає умови кровотоку в прекапілярах, це своєрідний потенціал системи кровообігу, що визначає швидкість надходження крові до капілярів тканин.

СДД із віком дещо підвищується від 85 до 110 мм рт.ст. У літературі існує думка, що СДД нижче 70 мм рт.ст. свідчить про гіпотонію, а вище 110 мм рт.

ПОКАЗНИКИ РОБОТИ СЕРЦЯ

Про гіпертонію. Будучи найстабільнішим із усіх показників АТ, СДД при різних впливахзмінюється трохи. При фізичному навантаженні коливання СДД у здорових людей не перевищує 5-10 мм рт.ст., тоді як ЦД за цих умов збільшується на 15-30 мм рт.ст. і більше. Коливання СДД, що перевищують 5-10 мм рт.ст., як правило, є ранньою ознакоюрозлади у системі кровообігу.

4. Систолічний об'єм кровотоку (СІК) або систолічний викид (ударний об'єм крові) визначається кількістю крові, яка викидається серцем під час систоли. Ця величина характеризує скорочувальну функцію серця.

Хвилинний об'єм кровотоку (хвилинний об'єм серця або серцевий викид) це той обсяг крові, який серце викидає за 1 хв.

Розрахунок СІК та МОК проводять за формулою Старра, використовуючи показники ЦД, ДД, ПД, ЧСС з урахуванням віку (В) випробуваного:

СІК = 100 +0,5 ПД-0,6 ДД - 0.6 В (мл)

У здорової людиниСік становить середньому 60-70 мл.

МОК = СІК * ЧСС

У спокої у здорової людини МОК, у середньому, дорівнює 4,5-5 л. При фізичному навантаженні МОК зростає у 4-6 разів. У здорових людей зростання МОК відбувається за рахунок збільшення СІК.

У нетренованих та хворих на МОК збільшується за рахунок почастішання ритму серця.

Розмір МОК залежить від статі, віку, маси тіла. Тому введено поняття хвилинного об'єму для 1 м 2 поверхні тіла.

5. Серцевий індекс - величина, що характеризує кровопостачання одиниці поверхні тіла за 1 хв.

СІ=МОК/ПТ (л/хв/м 2)

де ПТ-поверхня тіла в м 2 , Яка визначається за таблицею Дюбуа. СІ у спокої становить 2,0-4,0 л/хв/м 2 .

Попередня12345678910Наступна

ПОДИВИТИСЯ ЩЕ:

Систолічний чи ударний об'єм (СО, УО) – це обсяг крові, який серце викидає в аорту під час систоли, у спокої близько 70 мл крові.

Хвилинний об'єм кровообігу (МОК) - кількість крові, що викидається шлуночком серця на хвилину. МОК лівого та правого шлуночків однаковий. МОК (л / хв) = СО (л) х ЧСС (уд / хв). У середньому 4,5-5 л.

Частота серцевих скорочень (ЧСС). ЧСС у спокої становить близько 70 уд/хв (у дорослих).

Регулювання роботи серця.

Внутрішньосерцеві (інтракардіальні) механізми регуляції

9. Систолічний та хвилинний об'єм серця.

Гетерометрична саморегуляція – підвищення сили скорочення у відповідь збільшення діастолічної довжини м'язових волокон.

Закон Франка-Старлінга: сила скорочення міокарда в систолу прямо пропорційна його наповненню в діастолу.

2. Гомеометрична саморегуляція – збільшення показників скоротливості без зміни вихідної довжини м'язового волокна.

а) Ефект Анрепа (залежність сила-швидкість).

У разі зростання тиску в аорті чи легеневої артерії відбувається збільшення сили скорочення міокарда. Швидкість укорочення волокон міокарда обернено пропорційна силі скорочення.

б) Сходи Боудича (хроноїнотропна залежність).

Збільшення сили скорочення серцевого м'яза зі збільшенням ЧСС

Позасерцеві (екстракардіальні) механізми регуляції діяльності серця

I. Нервові механізми

А. Вплив вегетативної нервової системи

Симпатична нервова системанадає ефекти: позитивні хронотропний (збільшення частоти скорочень серця ), інотропний(Збільшення сили серцевих скорочень), дромотропний(збільшення провідність) та позитивний батмотропний(Збільшення збудливості) ефекти. Медіатор – норадреналін. Адренорецептори α та b-типів.

Парасимпатична нервова система має ефекти: негативні хронотропний, інотропний, дромотропний, батмотропний. Медіатор – ацетилхолін, М-холінорецептори.

В. Рефлекторні впливи на серце.

1. Барорецепторний рефлекс: при зниженні тиску в аорті та каротидному синусі відбувається збільшення частоти серцебиття.

2. Хеморецепторні рефлекси. В умовах нестачі кисню відбувається збільшення частоти серцебиття.

3. Рефлекс Гольця. При подразненні механорецепторів очеревини чи органів черевної порожниниспостерігається брадикардія.

4. Рефлекс Даніні-Ашнера. При натисканні на очні яблукаспостерігається брадикардія.

ІІ. Гуморальне регулюванняроботи серця.

Гормони мозкової речовининадниркових залоз (адреналін, норадреналін) — вплив на міокард аналогічно симпатичній стимуляції.

Гормони кори надниркових залоз (кортикостероїди) - позитивна інотропна дія.

Гормони кори щитовидної залози (тиреоїдні гормони) - позитивне хронотропне.

Іони: кальцій підвищує збудливість клітин міокарда, калій підвищує збудливість міокарда та провідність. Зниження рН призводить до гноблення серцевої діяльності.

Функціональні групи судин:

1. Амортизуючі (еластичні) судини(аорта з її відділами, легенева артерія) перетворюють ритмічний викид крові в них із серця на рівномірний кровотік. Мають добре виражений прошарок еластичних волокон.

2. Резистивні судини(судини опору) (дрібні артерії та артеріоли, прекапілярні судини-сфінктери) створюють опір кровотоку, регулюють об'єм кровотоку в різних частинахсистеми. У стінках цих судин є товстий шар гладких волокон.

Прекапілярні судини-сфінктери -регулюють обмін кровотоку у капілярному руслі. Скорочення гладком'язових клітин сфінктерів може призводити до перекриття просвіту дрібних судин.

3.Обмінні судини(капіляри), у яких здійснюється обмін між кров'ю та тканинами.

4. Шунтуючі судини(Артеріо-венозні анастомози), регулюють органний кровотік.

5. Ємнісні судини(вени), мають високу розтяжність, здійснюють депонування крові: вени печінки, селезінки, шкіри.

6. Судини повернення(Середні та великі вени).

Визначення хвилинного об'єму серця

Точне визначення хвилинного об'єму серця можливе лише за наявності даних про вміст кисню як в артеріальній, так і венозної кровіпорожнин серця. Тому цей метод не застосовується як загальноклінічний метод дослідження.

Однак можна скласти грубо орієнтовне уявлення про пристосувальну здатність нормального серцяпри фізичній роботі, якщо прийняти, що коливання твору із частоти пульсу на редукований артеріальний тиск відбуваються паралельно до змін хвилинного об'єму.

Редукований артеріальний тиск = амплітуда артеріального тиску* 100 / середній тиск.

Середній тиск = (систолічний + діастолічний тиск)/2.

приклад.У спокої: пульс 72; артеріальний тиск 130/80 мм; редукований артеріальний тиск = (50 * 100) / 105 = 47,6; хвилинний об'єм = 47,6 * 72 = 3,43 л.

Після навантаження: пульс 94; артеріальний тиск 160/80 мм; редукований артеріальний тиск = (80 * 100) / 120 = 66,6; хвилинний об'єм = 66,6 * 94 = 6,2 л.

Зрозуміло, що з допомогою цього можна отримати не абсолютні, лише відносні показники. До цього слід додати, що обчислення за Лільєштрандом і Цандером хоч і дозволяє певною мірою судити про пристосувальну здатність здорового серця, проте, при патологічних станахкровообіг припускає широку можливість помилок.

Середнім хвилинним об'ємом серця в осіб з здоровим серцемвважається 4,4 л. Більш достовірні дані дає спосіб Біргауза, при якому твори з амплітуди артеріального тиску на частоту пульсу до та після фізичного навантаження зіставляються з нормальними значеннямицих величин, встановлених Вецлером. При цьому характер навантаження (підйом на сходи, присідання, рухи рук і ніг, піднімання та опускання верхньої половини тулуба в ліжку) ніякої ролі не відіграє, проте необхідно, щоб у досліджуваного після навантаження з'явилися явні ознакивтоми.

Методика виконання.Після 15-хвилинного перебування в умовах спокою в ліжку у досліджуваного 3 рази вимірюють частоту пульсу та артеріальний тиск; найменші значенняприймають за вихідні величини.

Після цього проводять пробу із навантаженням, як зазначено вище. Негайно після навантаження знову проводять вимірювання, причому артеріальний тиск визначає досліджуючий лікар, а частоту пульсу одночасно медична сестра.

Розрахунок.Індекс хвилинного об'єму серця (QV m) визначається за такою формулою:

QV m = (амплітуда у спокої * частота пульсу у спокої)/(нормальна амплітуда * нормальна частотапульсу)

(Див. таблицю).

Так само проводять визначення і після навантаження (при цьому змінюється тільки чисельник дробу, а знаменник залишається постійним):

QV m = (амплітуда при навантаженні * частота пульсу при навантаженні)/(нормальна амплітуда * нормальна частота пульсу)

(Див. таблицю).

Вікові зміни пульсу та артеріального тиску (за Вецлером)

Оцінка.У нормі: QVm у спокої близько 1,0.

Показники роботи серця. МОК

Після навантаження підвищення не менше, ніж на 0,2.

Патологічні зміни: вихідне значення індексу у спокої нижче 0,7 та вище 1,5 (до 1,8). Зниження індексу після навантаження (небезпека колапсу).

Проба по Біргаузу часто застосовується як передопераційна проба кровообігу.

При цьому, за Мейснером (Meissner), треба керуватися наступними загальними положеннями: Порушення кровообігу відсутні у хворих з індексом 1,0 - 1,8, що підвищується після навантаження.

Хворі з індексом вище 1,0, але без підвищення його після навантаження потребують заходів, спрямованих на покращення кровообігу. Те ж саме необхідно і при індексі нижче 1, але не нижче 0,7, якщо після навантаження він підвищується не менше ніж на 0,2.

У разі відсутності підвищення ці хворі потребують попереднього інтенсивному лікуваннідоти, доки не будуть виконані зазначені умови.

Визначення хвилинного об'єму серця, включаючи і час кругообігу крові, можливе також шляхом визначення періоду напруги та періоду вигнання лівого шлуночка, оскільки, за Блюмбергером, електрокардіограма, фонокардіограма та пульс сонної артеріїперебувають у певних взаєминах.

Але для цього потрібна відповідна апаратура, що дозволяє використовувати цей метод лише в умовах великих клінік.

13.4.3. Ударний об'єм, частота серцевих
скорочень та серцевий викид

Серцевим викидомназивають кількість крові, що викидається шлуночком серця в одиницю часу. У ссавців серцевим викидом вважають викид лівого чи правого шлуночка, але їх обох разом узятих. Кількість крові, що виганяється зі шлуночка за одне скорочення, називається ударним об'ємом. Середній ударний об'єм можна розрахувати розділивши серцевий викид на частоту серцевих скорочень.

Ударний обсяг є різницею між об'ємом крові в шлуночку безпосередньо перед скороченням ( звичайно-діастолічний обсяг) та наприкінці скорочення ( звичайно-систолічний об'єм). Значить, ударний об'єм може змінюватися в результаті зміни або кінцево-діастолічного, або кінцево-систолічного обсягу. Звичайно-діастолічний обсяг залежить від наступних факторів:

Тиск наповнення у венах;
Тиск, що розвивається при скороченні передсердя;
Розтяжності стінки шлуночка;
Час наповнення шлуночка.

У свою чергу, кінцево-систолічний обсяг залежить від:

Тиск, що розвивається при систолі шлуночка;
Тиск у виходить із шлуночка магістральної артерії(Аорті або легеневої артерії).

Е. Старлінг виявив, що підвищення кінцево-діастолічного об'єму в результаті збільшення венозного тиску наповнення призводить до зростання ударного об'єму ізольованого серця ссавця. Звичайно-систолічний обсяг при цьому також зростає, але не такою мірою, як звичайно-діастолічний. Значить, поведінка серцевого м'яза схожа на скелетну поведінку: у певному діапазоні довжини розтяг розслабленого м'яза призводить до збільшення зусилля, яке він розвиває при скороченні. Старлінг показав також, що зі збільшенням артеріального тиску конечно-диастолический і систолічний обсяги зростають, а ударний змінюється мало . При цьому підвищення механічної роботи, необхідне підтримки колишнього ударного обсягу за умов підвищеного артеріального тиску, також зумовлено великим розтягуванням серцевого м'яза під час діастоли.

Раніше Отто Франк описав залежність "довжина-зусилля" для міокарда жаби і показав, що якщо збільшувати розтягування міокарда перед скороченням, то зусилля, що розвивається при скороченні, спочатку зростає до якогось максимуму, а потім - якщо ще більше розтягувати міокард-зменшується. Хоча ні Старлінг, ні Франк не вивчали механічну роботу міокарда, збільшення роботи шлуночка при підвищенні його кінцево-діастолічного обсягу (або венозного тиску наповнення) називається механізмом Франка - Стерлінга. Криві залежності зовнішньої роботишлуночка від венозного тиску наповнення звуться кривих Старлінга(Рис. 13-14).

Насправді зв'язок між венозним тиском наповнення та роботою шлуночка неможливо описати однією кривою Старлінга. Справа в тому, що на механічні (також, як і на електричні) властивості серця впливає ціла низка факторів, зокрема імпульсація в серцевих нервах та склад крові. Так, залежність роботи серця від венозного тиску наповнення сильно змінюється при подразненні симпатичних нервів, що іннервують серце (рис. 13-14).

Катехоламіни, адреналін та медіатор симпатичних нервів – норадреналін – збільшують силу скорочення шлуночків. При цьому зростають як швидкість, так і повнота вигнання крові із шлуночків. Дія ж холінергічних волокон блукаючих нервівна швидкість та обсяг викиду набагато менш виражено. Це пов'язано з тим, що холінергічна іннервація шлуночків трохи слабша, ніж потужна адренергічна іннервація.

Криві Стерлінга, що відображають залежність між ударним об'ємом та венозним тиском наповнення (у даному випадкусереднім тиском у лівому передсерді) при різній інтенсивності подразнення симпатичних нервів. Цифри відповідають частоті подразнення Гц. (Sarnoff, Mitchell. 1962.)

При дії серце симпатичних нервів відбувається низку взаємозалежних процесів. Частота серцевих скорочень збільшується через вплив симпатичних нервів на пейсмекерні клітини. Швидкість проведення збудження серцем зростає, що призводить до більш синхронного скорочення шлуночків. Підвищується швидкість освіти АТР, а також швидкість перетворення хімічної енергіїу механічну. Це супроводжується збільшенням роботи шлуночків, у якому швидкість вигнання їх крові під час систоли збільшується, і тому більший ударний обсяг виганяється менший час. Таким чином, хоча при подразненні симпатичних нервів зростає частота серцевих скорочень і зменшується час, за який шлуночки повинні викинути кров і знову наповнитися, ударний об'єм у широкому діапазоні частоти скорочень може змінюватися дуже мало. Так, у ссавців фізичне навантаження супроводжується значним підвищенням частоти серцевих скорочень за невеликих змін ударного об'єму. Тільки при дуже високій частотіскорочень останній знижується (рис. 13-15). Дане явище пояснюється тим, що збудження симпатичних нервів призводить до більш швидкого спустошення шлуночків, а це (в умовах підвищеного тиску венозного наповнення) супроводжується прискоренням заповнення серця при зростанні частоти його скорочень. Такий ефект спостерігається майже у всьому фізіологічному діапазоні ритму серця. У той самий час існує певна межа, далі якого діастола коротшати не може. Це пов'язано як з максимально можливою швидкістю наповнення та спустошення шлуночків,

Зміни частоти серцевих скорочень, ударного об'єму та різниці по кисню між артеріями та венами при фізичному навантаженні у здорової людини. Серцевий викид збільшується переважно за рахунок частоти серцевих скорочень, а чи не ударного обсягу; виняток становить навантаження з дуже високим рівнемспоживання кисню, коли частота серцевих скорочень вже може підвищуватися і збільшується ударний обсяг. (Rushmer, 1965b.)

так і з особливостями коронарного кровообігу. Справа в тому, що при серцевих скороченнях коронарні капіляри стискуються, і тому при систолі кровотік у міокарді різко падає, тоді як у стадії діастоли він так само різко зростає. Тому, коли діастола стає коротшим, час для перфузії серця, а отже, і для доставки до нього поживних речовин зменшується.

Як уже говорилося, збільшення серцевого викиду при фізичному навантаженні у ссавців часто буває обумовлене сильним підвищеннямчастоти серцевих скорочень за невеликих змін ударного об'єму (рис. 13 - 15). Однак після симпатичної денервації серця фізичне навантаження супроводжується таким самим зростанням серцевого викиду, але вже за рахунок змін не частоти, а ударного об'єму. Вочевидь, що у разі серцевий викид збільшується через підвищення венозного повернення. Симпатичні нерви забезпечують не стільки підвищення серцевого викиду саме собою, скільки збільшення частоти серцевих скорочень за підтримки постійному рівні ударного обсягу. Тим самим виключаються великі коливання тиску, неминучі зі збільшенням ударного обсягу, а сам ударний обсяг підтримується оптимальному (чи близькому щодо нього) до роботи серця рівні. Таким чином, симпатичні нерви грають важливу рольу взаємовідносинах між частотою серцевих скорочень та ударним об'ємом, проте у збільшенні серцевого викиду при фізичному навантаженні беруть участь інші чинники.

Насправді це явище було виявлено Г. В. Анрепом в лабораторії Старлінга і носить назву ефекту Анрепа. - Прим. мрев.

Хвилинний обсяг насамперед залежить від потреб організму в кисні та поживних речовинах. Так як потреба організму в кисні безперервно змінюється у зв'язку з умовами зовнішнього і внутрішнього середовища, що змінюються, то величина МОК серця є дуже мінливою.

Зміна величини МОК відбувається двома шляхами:

через зміну величини УО;

через зміну частоти серцевих скорочень.

Фізико-математичні методи в дитячому віці мають переваги перед рештою внаслідок відсутності шкоди або будь-якого занепокоєння для досліджуваного, можливості як завгодно часті визначення цих параметрів гемодинаміки.

У дорослих УО дорівнює 60-80 мл. Показники МОК, які віднесені до маси тіла дитини (на 1 кг маси), з віком не збільшуються, а, навпаки, зменшуються. Таким чином, відносна величина МОК серця, що характеризує потреби організму в крові, вища у новонароджених та у дітей грудного віку.

Таким чином, статеві відмінності аналізованих показників гемодинаміки виявляються після 10 років. Крім ударного та хвилинного об'ємів, гемодинаміку характеризує серцевий індекс (СІ - відношення МОК до поверхні тіла), СІ варіює у дітей у широких межах - від 1,7 до 4,4 л/м 2 , при цьому зв'язку його з віком не виявляється ( середня величина СІ за віковими групами в межах шкільного віку наближається до 3,0 л/м2).

«Дитяча торакальна хірургія», В.І.Стручков

Під час фізичних навантажень функціональні показники серця змінюються. Збільшується частота серцевих скорочень, зростає ударний об'єм серця, змінюються показники кровотоку, збільшується частота дихання, відбуваються зміни та інших органах. Дуже важливо, щоб показники роботи серця не виходили за граничні норми, особливо це стосується людей, які мають захворювання серцево-судинної системи.

Норма частоти серцевих скорочень (ЧСС) за хвилину у дорослих

Основні показники роботи серця у дорослих людей такі:

норма частоти серцевих скорочень у спокої – 65 уд./хв: у тренованих людей – 50 – 60 уд./хв, у нетренованих – 70-80 уд./хв;
із віком ЧСС зменшується;
частота серцевих скорочень за хвилину в жінок на 5 - 6 ударів більше, ніж у чоловіків;
ЧСС збільшується на 10%, коли ви сідаєте і на 20% у положенні стоячи;
під час сну ЧСС зменшується на 5-7 уд/хв;
після їди, особливо білкової, протягом 3 годин ЧСС збільшується на 3-5 уд./хв;

Частота серцевих скорочень у дорослих зростає пропорційно до температури довкілля(При підвищенні температури тіла на 10 С ЧСС збільшується на 10 уд./хв) та інтенсивності фізичного навантаження.

Норми ударного та хвилинного об'єму серця

У фізично активної людинипорівняно з «лежкою» при різниці ЧСС в 20 уд./хв серце б'ється за 1 годину на 30 000 ударів рідше, а за один рік - більш ніж на 1 300 000 ударів.

У стані спокою (під час діастоли, розслаблення) об'єм крові у шлуночку складається з трьох складових:

систолічного (ударного) обсягу, що викидається під час скорочення серця;
резервного обсягу, що збільшує ударний при посиленні скорочувальної функції міокарда (наприклад, при фізичному навантаженні);
залишкового обсягу, який не викидається зі шлуночка навіть за максимального скорочення міокарда.

У разі збільшення фізичного навантаження норма ударного обсягу серця зростає з допомогою резервного обсягу. Коли резервний об'єм крові буде вичерпаний, зростання ударного об'єму припиниться, а при великих навантаженнях навіть зменшиться, оскільки не буде ефективного наповнення серця.

Детреноване серце працює неекономно і на будь-яке навантаження відповідає переважно підвищенням ЧСС, а не збільшенням ударного викиду. Регулярне фізичне навантаження поступово підвищує потужність серця, яке, скорочуючись щодо рідше, але сильніше, здатне забезпечити нормальне кровопостачання всіх включених у навантаження м'язів.

Серце нетренованої людини у стані спокою за одне скорочення викидає в аорту 50 – 70 мл крові. Регулярні фізичні тренуванняпокращують функцію серця та збільшують ударний об'єм до 90 - 1 10 мл у спокої.

Хвилинний об'єм серця визначається ударним об'ємом та ЧСС. При фізичному навантаженні МОС зростає за рахунок того, що при активному скороченні м'язів відбувається стиснення вен, збільшується відтік крові з усіх органів і серце швидше заповнюється кров'ю. МОС на початку роботи поступово збільшується за рахунок ударного обсягу та адекватного приросту ЧСС, а при досягненні певної потужності стає стабільним.

Види кровотоку та його норми: швидкість та показники кровотоку

Щоб створити сприятливі умовидля обмінних процесів при фізичних навантаженнях, крім збільшення хвилинного об'єму серця, потрібен перерозподіл кровотоку в органах та тканинах. Видів кровотоку кілька, серед них виділяють м'язовий, коронарний, мозковий та легеневий.

Кровоток у м'язах.При фізичному навантаженні збільшуються ЧСС, об'єм крові, що виштовхується із серця в судини, тиск крові. Все це необхідно для того, щоб до працюючих м'язів, які пронизані тонкими кровоносними судинами(капілярами), надходило більше кисню. Частина працює, а інша «спить». Під час фізичної роботикапіляри «прокидаються» і теж входять у роботу. В результаті збільшується поверхня, через яку відбувається обмін киснем між кров'ю та тканиною. Саме це фахівці вважають основним фактором, який забезпечує високу працездатність серця.

Питома вага кровотоку у м'язах по відношенню до загальному кровотокув організмі збільшується з 20% у спокої до 80% при максимальних навантажень.

Коронарний кровотік:

забезпечує кров'ю серцевий м'яз через правий і лівий коронарні артерії;
показники коронарного кровотоку у спокої – 60-70 мл/хв на 100 г міокарда;
при навантаженні збільшується більш як у 5 разів;
швидкість коронарного кровотоку регулюють обмінні процесиу міокарді та величина тиску в аорті.

Легеневий кровотік:

норма легеневого кровотоку визначається положенням тіла. У спокої: лежачи – 15 % загального обсягу крові, стоячи – на 20 % менше, ніж лежачи;
серцево-легеневий кровотік збільшується при фізичному навантаженні та перерозподіляється за рахунок збільшення легеневого компонента (з 600 мл до 1400 мл) та зменшення серцевого;
при інтенсивних фізичних навантаженнях площа поперечного перерізу легеневих капілярів збільшується у 2-3 рази та швидкість проходження крові через легені зростає у 2-2,5 рази.

Кровотік у внутрішніх органах. У спокої кровообіг у внутрішніх органах становить 50% хвилинного об'єму серця. При збільшенні фізичного навантаження воно зменшується і пік становить всього 3-4%. Цим забезпечується оптимальне кровопостачання працюючих м'язів, серця та легень.

Питома вага кровотоку у внутрішніх органах зменшується з 50% спокою до 3-4% при максимальних навантаженнях.

Особливості частоти дихання при фізичних навантаженнях

Глибина та частота дихання при фізичних навантаженнях збільшується за рахунок інтенсивності скорочень дихальних м'язів: діафрагми та міжреберних. Чим більше вони треновані, тим ефективніше відбувається вентиляція легень, яка підвищується зі збільшенням навантаження та потреби у кисні. При максимальних навантаженнях вона може зрости в 20 – 25 разів у порівнянні зі станом спокою за рахунок зростання частоти (до 60 – 70 за хвилину) та обсягу (з 15 до 50 % життєвої ємності легень) дихання. У тренованих людей життєва ємністьлегень, що циркулює обсяг повітря, максимальна вентиляція збільшується, а частота дихання у спокої зменшується. Особливість дихання при фізичному навантаженні полягає в тому, що регулярні тренуваннядозволяють збільшити максимальне споживання кисню на 15 – 30 %.

Після вдиху кисень, проходячи через верхні дихальні шляхита легені, потрапляє у кров. Мала частка кисню розчиняється в плазмі крові, більша його частина зв'язується зі спеціальним білком - гемоглобіном, який міститься в еритроцитах. Саме він переносить кисень до працюючих м'язів.

Споживання кисню зростає з інтенсивністю навантаження. Однак настає момент, коли дихання при фізичному навантаженні не супроводжується збільшенням споживання кисню. Цей рівень називається максимальним споживанням кисню.

Вуглекислий газ, який ми виділяємо при видиху, є найважливішим регуляторомфункції внутрішніх органів. Його недолік призводить до спазм бронхів, судин, кишечника і може бути однією з причин стенокардії, артеріальної гіпертонії, бронхіальної астми, виразки шлунка, коліту. Щоб не було дефіциту вуглекислоти в організмі, не рекомендується дихати дуже глибоко. Корисним вважається «поверхневе» дихання, при якому зберігається бажання глибше вдихнути.

Стаття прочитана 30 095 разів.