Канунникова Н.П., Башун Н.З. Основы анатомии и физиологии человека

Подождите немного. Документ загружается.

Другим важным показателем гемодинамики является линей-

ная скорость кровотока (V), т.е. скорость перемещения крови вдоль

сосуда при ламинарном кровотоке. Она выражается в сантиметрах

в секунду (см/с) и определяется как отношение объемной скорости

кровотока (Q) к площади поперечного сечения сосуда (πr

Линейная скорость кровотока прямо пропорциональна объему

крови и обра тно пропорциональна площади поперечного сечения

сосудов. При подсчете площади попере чного се чения сосудов учи-

тывается общая сумма площади просветов сосудов этого калибра

(например, всех капилляров) в данном участке. Исходя из этого, наи-

меньшим поперечным сечением обладает аорта (она является един-

ственным сосудом, по кот оро му кровь вых одит из сер дца), а наиболь-

шим – капилляры (их число мож ет достигать миллиарда, поэто му

даже при диаметре одного капилляра в несколько мкм общая пло-

щадь их поперечного сечения в 800 – 1000 раз больше, чем у аорты).

Соответственно, и линейная скорость оказывается различной в раз-

ных участках сосудистого русла: максимальных значений линейная

скорость достигает в аорте и минимальных – в ка пиллярах.

Факторы, обеспечивающие непрерывность кровотока:

1. Эластичность аорты.

2. Градиент давления между артериальным и венозным р усло м .

3. Сокращения скелетных мышц.

4. Отрицательное давление в грудной полости – присасываю-

щее действие грудной клетки.

5. Наличие полулунных клапанов в венах, препятствующих

обратному току крови по венам.

Ударный объем сердца, или систолический объем (СО), – коли-

чество крови, поступающее в аорту при каждом сокращении серд-

ца. В норме равен 50 – 70 мл у мужчин и 40 – 50 мл у женщин.

Минутный объем кровотока (МОК) – это произведение удар-

ного объема на частоту сердечных сокращений. В норме МОК со-

ставляет 4,5 – 5 л/мин у мужчин и 3,9 – 4,5 л/мин у женщин (в сред-

нем 50 мл х 80 уд/мин = 4000 мл/мин).

Физио логиче ские параметры кровотока. Основным парамет-

ром гемодинамики является артериальное давление (АД). Оно оп-

ределяется силой сердечного выброса (СВ) и величиной общего

периферическог о сопротивления сосудов (ОПСС): АД = СВ х ОПСС.

АД определяют также как результат умножения объемной ско-

рости кровотока (Q) и сопротивления сосудов (R): АД = Q x R.

В биологических и медицинских исследованиях обычно арте-

риальное давление измеряют в мм ртутного столба, венозное дав-

ление – в мм водного столба. Измерение давления осуществляется

в артериях с помощью прямых (кровавых) или косвенных (бескров-

ных) методов. В первом случае – игла или катетер вводится прямо

в сосуд, во втором случае используется способ пережатия сосудов

конечности (плеча или запястья) манжетой (звуковой метод Корот-

кова) – см. лабораторную работу № 2.

Систолическое давление – это максимальное давление, дости-

гаемое в артериальной системе во время систолы. В норме систо-

лическое давление в большом круге кровообращения равно в сред-

нем 120 мм рт. ст.

Диастолическое давление – минимальное давление, возника-

ющее во время диастолы в большом круге кровообращения, в сред-

нем составляет 80 мм рт. ст.

Пульсовое давление представляет собой разность между сис-

толическим и диастолическим давлением.

Кровяное давление постепенно уменьшается по мере удале-

ния крови от сердца. Из аорты (где систолическое давление состав-

ляет 120 мм рт. ст.) кровь течет через систему магистральных арте-

рий (80 мм рт. ст.) и артериол (40 – 60 мм рт. ст.) в капилляры

(15 – 25 мм. рт. ст.), откуда по ступает в венулы (12 – 15 мм рт. ст.),

венозные коллекторы (3 – 5 мм рт. ст.) и полые вены (1 – 3 мм рт. ст.).

3.5. Методы исследования деятельности сердца

и сердечно-сосудистой системы.

Регуляция работы сердца

Работа сердца представляет собой непрерывное чередование

периодов сокращения (систола) и расслабления (диастола). Систо-

ла и диастола со ставляют сердечный цикл. Если частота сердеч-

ных сокращений составляет 60 – 80 сокращений в мин, то каждый

цикл равен 0,8 с. При этом 0,1 с – систола предсердий, 0,3 с – сис-

тола желудочков, 0,4 с – общая диастола сердца.

Работу сердца исследуют с помощью выслушивания (аускуль-

тации) или записи электрических сигналов и звуков, возникающих

при работе сердца.

Каждый цикл сопровождается раздельными звуками, которые

называются тоны сердца. Их можно услышать, приложив стето-

скоп, фонендоскоп или микрофон к поверхности грудной клетки.

I тон, более низкий и протяжный – систолический – в основном

обусловлен сокращением желудочков и длится примерно 0,12 с.

II тон, более высокий и короткий – диастолический – связан с

захлопыванием полулунных клапанов (между левым желудочком и

аортой) ~ 0,08 с.

При дефектах митрального клапана происходит частичный

отток крови во время систолы обратно в левое предсердие, вслед-

ствие чего возникает характерный систолический шум. При недо-

статочности аорта льного клапана часть крови во время диастолы

возвращается в се рдце, что приводит к возникновению диастоли-

ческого шума.

Кардиография – это запись работы сер дца, выполненная каким-

либо способо м . В настоящее время применяется электрокардиогра-

фия (ЭКГ) – запись элек трических потенциалов, возникающих при

работе сердца (см. лабораторную работу № 1). Изменения ЭКГ на-

блюдаются при инфарк те миокарда, блокаде проводящих путей сер-

дца, гипертрофии различных отделов сердца. ЭКГ позволяет опре-

делить не т о лько харак тер нарушений, но и их локализацию.

Фонокардиография – метод графичес кой регистрации тонов

сердца с поверхности грудной клетки, т.е . графическая запись то-

нов сердца, позволяющая выявить еще III и IV тоны, которые не

слышны при обычном выслушивании сердца. III тон отражает виб-

рацию стенок желудочков вследствие быстрого поступления крови

в них, IV тон возникает во время систолы предсердий и продолжа-

ется до начала их расслабления.

Сфигмография – графиче ская регист рация артериального

пульса крупных артерий, флебография – графическая регистрация

венного пульса крупных вен.

Регуляция работы сердца. Показатели работы сердца рефлек-

торно изменяются в зависимости от напряжения О

и СО

в крови,

от объема протекающей крови, от эмоционального со стояния и

физической нагрузки. Так, при физической нагрузке ударный объем

может увеличиться в 2 – 3 раза, частота сокращений – в 3 – 4 раза,

минутный объем кровообращения – в 4 – 5 раз. Механизмы регуля-

ции работы сердца включают в себя интракардиальные и экстра-

кардиальные части.

Интракардиальные механизмы в свою очередь подразделя-

ются на миогенные (внутриклеточные) и нервные (за счет внутри-

сердечной нервной системы).

Внутриклеточные механизмы обусловлены свойствами карди-

омиоцитов и лежат в основе закона Франка – Старлинга: чем боль-

ше растягивается миокард во время диастолы, тем сильнее он со-

кращается во время систолы, т.е. чем больше крови поступает в

желудочки, тем сильнее они потом сокращаются. Феномен Анрепа

заключается в том, что чем больше сопротивление выбросу крови

из желудочков (например, при сужении аорты), тем сильнее проис-

ходит сокращение желудочков. Феномен Боудича (или феномен

лестницы) проявляется в то м, что чем выше частота сердечных со-

кращений, тем больше сила сокращений.

Нервные внутрисердечные механизмы осуществляются реф-

лексами, дуги которых замыкается в пределах сердца.

Экстракардиальные механизмы подразделяются на нервные

и гуморальные. Парасимпатические волокна в составе блуждаю-

щего нерва оказывают угнетающее влияние на частоту и силу сер-

дечных сокращений, а также понижают возбудимость и проводи-

мость сердечной мышцы. С е рдце находится под постоянным тор-

мозным влиянием со стороны блуждающего нерва.

Симпатическая иннервация с ердца осуществляется в основ-

ном β-адренорецепторами, активация которых вызывает увеличе-

ние силы и частоты сердечных сокращений. Их влияние, в отличие

от влияния блуждающего нерва, проявляется периодически.

Регуляция работы с ердца может осуще ствляться благодаря

собственным рефлекс ам сердечно-сосудистой системы, т.е. тем,

которые возникают при раздражении рецепторов самой сердечно-

сосудистой системы. Например, при снижении давления в аорте

происходит рефлекторное увеличение частоты сердцебиений, при

недостатке кислорода развивается рефлекторная тахикардия, а при

дыхании чистым О

– брадикардия. Эти реакции очень чувствитель-

ны: увеличение частоты сердцебиения наблюдается уже при сни-

жении напряжения кислорода всего на 3 %, когда никаких призна-

ков гипоксии в организме еще не обнаруживается. Они осуще ств-

ляются посредством артериальных хеморецепторов, реагирующих

на изменения содержания О

в крови.

Есть еще и сопряженные кардиальные ре флексы, обусловлен-

ные раздражением рефлексогенных зон, не принимающих прямого

участия в регуляции кровообращения. Например, рефлекс Гольца:

урежение сердцебиений (вплоть до полной остановки сердца) в

ответ на раздражение механорецепторов брюшины или органов

брюшной полости (при проведении операций на брюшной полос-

ти, при нокауте у боксеров). Рефлекторная остановка сердца может

быть при резком охлаждении кожи живота (например, при ныря-

нии в холодную воду). Также брадикардия имеет ме сто при надав-

ливании на глазные яблоки.

Гуморальная регуляция. Прямое или опосредованное действие

на сердце оказывают практически все биологически активные ве-

щества, содержащиеся в плазме крови. Например, гормоны мозго-

вого вещества надпочечников адреналин, норадреналин вызывают

усиление и учащение сердцебиений. Кортико стероиды, вазопрес-

син, глюкагон, тироксин действуют слабее, чем адреналин, но так-

же увеличивают силу се рдечных сокращений.

Сердце очень чувствительно к ионному со ставу протекающей

крови. Недостаток в крови ионов калия, например, в результа те дей-

ствия мочегонных препаратов, может приводить к нарушениям сер-

дечного ритма, недос таток кальция приводит к снижению силы

серде чных сокращений. На этом механиз ме основано действие кардио-

плегических растворов, которые использу ются в кардиохирургии

для временной ос тановки сердца.

3.6. Особенности кровообращения в отдельных

органах. Рабочая гиперемия

Общий объем крови у человека со ст авляет 4 – 6 л, однако

45 – 50 % крови в пок ое не цирку лирует по сосудам, а находится в

так называемом «кровяных депо», участках венозного русла, спо-

собных к растяжению и расположенных в селезенке, печени, кру п-

ных венах брюшной полости и подкожных сосудистых сплетени-

ях. Значение депо заключается в возможности быстрого увеличе-

ния массы циркулирующей крови, необходимой в данный момент

для выполнения определенной ф ункции. Выброс крови из депо про-

исхо дит, например, при эмоциональных реакциях, интенсивном фи-

зическом напряжении, гипоксии, голодании, кровопотере.

В селезенке может задерживаться до 20 % от общего количе-

ства крови. При этом она выключается из общего кровотока, так

как в селезенке в местах перехода капилляров в венулы есть проме-

жуточное звено – тонкостенные и легко растяжимые синусы, на

концах которых есть специа льные сфинктеры. При их сокращении

форменные элементы крови задерживаются (до 20 % всего количе-

ства эритроцитов в организме), а плазма просачивается. При повы-

шении потребно сти в О

сфинктеры расслабляются и эритроциты

выходят в сосуды, в результате чего происходит увеличение пере-

носа кислорода.

В остальных депо – печени, легких, коже – кровь при депони-

ровании не выключается из общего русла.

Рабочая, или функциональная, гиперемия – это увеличение

органного кровотока, которое наблюдается при функциональной

активности этого органа.

Головной мозг. При массе, которая составляет около 2 % от

общей массы тела, головной мозг потребляет примерно 15 % всей

крови, выбрасываемой сердцем. Мозг пот ребляет примерно 20 %

всего кислорода и 17 % глюкозы. Уже через 5 – 7 с после прекраще-

ния кровообращения в мозге человек может потерять сознание. При

ишемии мозга, продолжающейся более 5 мин, происходят необра-

тимые изменения в ткани мозга из-за перекрытия микроциркуля-

торного русла.

Сосуды мозга способны поддерживать кровоток при колеба-

ниях артериального давления от 60 до 180 мм рт. ст. При давлении

более 180 мм возможно резкое расширение артерий мозга, наруше-

ние гематоэнцефалическ ого барьера и развитие отека го ловного моз-

га. При напряженной умственной работе кровоток в коре больших

полушарий может возрастать в 2 – 3 раза, но только в той области

мозга, которая конкретно в данный момент задействована.

Миокард. В состоянии покоя через коронарные сосуды (соб-

ственно кровеносные со суды сердца) протекает 4 – 5 % всего объе-

ма крови. При интенсивной работе этот кровоток может увеличи-

ваться в 6 – 7 раз. Кровоток в коронарных артериях зависит от фазы

сердечного цикла: во время систолы сосуды частично пережима-

ются, и кровоток снижается примерно на 85 %, во время диасто-

лы – увеличивается. Сердечная мышца очень богато снабжена ка-

пиллярами. Кроме того, миоглобин сердечной мышцы извлекает

из крови 60 – 75 % О

, тог да как другие ткани извлекают в среднем

25 – 30 %, поэтому в миокард поступает больше кислорода из того

же количества протекающей крови.

Желудочно-кишечный тракт. В покое на желудочно-кишеч-

ный тракт приходится до 20 % серде чного выброса. При максималь-

ном расслаблении сосудов кишечника кровоток в них возрастает в

8 – 10 раз. В течение первых 5 – 30 минут после приема пищи проис-

ходит увеличение кровотока в сосудах желудочно-кишечного трак-

та, причем именно в тех отделах, функциональная активность ко-

торых в это время наибольшая, и сохраняет ся на этом уровне в те-

чение 3 – 7 часов.

Печень. К пе чени кровь притекает по печеночной артерии и во-

ротной вене, оттекает – по печеночной вене. Общая величина крово-

тока через печень составляет 20 – 30 % величины серде чного выбро-

са. При мак симальном расширении сосудов возрастает в 3 раза. Важ-

ной особ енностью сосудистог о русла пе чени является наличие боль-

шого к о личества анасто моз ов между сосудами систем воротной вены,

пе ченочной артерии и печеночных вен. При увеличении кровот ока в

воротной вене (на пример, при функциональной гиперемии сосудов

желудочно-кишечног о тракта в процессе пищев арения) кровоток в

пе ченочной артерии снижается и наоборот.

Кожа. Кожа снаб жается кровью из артерий, располож енных в

по дкожной клетчатк е и образующих глубокие и поверхностные спле-

тения. Особ енностью сосудов кожи является наличие большог о коли-

чества артерио-венозных анастомозов, к о т орые играют важную роль в

терморегуляции. Наибольшее их число нах одится в коже пальцев рук

и ног, ушных раковин, к ончика носа, т.е. там, где объем ткани мал по

сравнению с поверхностью. Это объясняется тем, что важнейшая функ -

ция кожи – участие в терморегуляции – определяется не активностью

обменных процессов в ней, а теплопереносящей функцией крово тока.

В пок ое, при оптимальной температуре внешней среды, кожа получа-

ет примерно 5 – 10 % серде чног о выброса. Наиболее интенсивный

кровот ок отмечается в коже пальцев рук и ног, и при необ хо димости

он может возрастать в 8 раз. Максимальные величины кожного крово-

тока у челов ека наб людаются при тепловом стрессе: при про до лжи-

тельном нагревании организм а (температ ура кожи 42

С) он мож ет до-

стига ть 8 л/мин, составляя 50 – 70 % сердечног о выброса.

Скелетные мышцы. Большая масса скелетных мышц (около

40 % массы тела) требует значительного кровотока в них при их

сокращении. В покое интенсивность кровотока в мышцах сост ав-

ляет 15 – 20 % с ердечного выброса. При интенсивной работе он

может увеличиваться более чем в 20 раз. В покое открыто 20 – 30 %

капилляров, имеющихся в мышце. При работе количество откры-

тых капилляров возрастает в 2 – 3 раза.

3.7. Регуляция тонуса сосудов. Регуляция системного

артериального давления

Сосудистый тонус определяется мышечным тонусом гладких

мышц стенок сосудов и обеспечивается двумя механизмами – мио-

генным и нейрогуморальным .

Миогенная регуляция, т.е. местная саморегуляция обеспечи-

вает базальный, или периферический, тонус сосудов, который со-

храняется при полном отсутствии внешних нервных и гумораль-

ных влияний. При повышении объема протекающей крови тонус

сосудов по средством ме стной с аморегуляции повышается, при

уменьшении объема – снижается. Однако быст рые и значительные

изменения кровообращения, возникающие в процессе приспособ-

ления организма к изменениям среды, осуществляются с помощью

центральной нервной и гуморальной регуляции.

Нервная регуляция тонуса всех сосудов, кроме ка пилляров, осу-

ществляется симпатической нервной системы. Симпа тические волок-

на оказыв ают сосудосужив ающее действие на большинство сосудов.

Гуморальная регуляция тонуса сосудов обусловлена действи-

ем гормонов и метаболитов. Ангиотензин, вазопрессин, норадре-

налин повышают тонус сосудов. Глюкокортикоиды усиливают эф-

фект норадреналина. Оксид азота, брадикинин обладают расслаб-

ляющим действием на со суды.

Регуляция системного артериального давления обеспечива-

ется функциональной системой, включающей в себя поведенчес-

кие реакции (например, обильное питье или ост рая пища, сильные

эмоции способствуют увеличению артериального давления), меха-

низмы медленного реагирования (включающие выделение жидко-

сти почками) и механизмы быстрого реагирования (выход крови из

депо, изменения тонуса сосудов). Уровень артериального давления

воспринимается чувствительными механорецепт орами (барорецеп-

торами), расположенными в стенке аорты и каротидном синусе.

Сигналы от них поступают в сосудодвигательный центр, располо-

женный в продолговатом мозге. Сосудодвигательный центр состо-

ит из депрессорного и прессорного отделов.

Депрессорный центр снижает артериальное давление путем

о слабления симпатической стимуляции сердца и уменьшения сер-

дечного выброса, а также за счет снижения активности симпати-

ческих сосудосуживающих волокон, в результате чего сосуды рас-

ширяются и давление снижает ся.

Прессорный центр повышает артериальное давление вслед-

ствие активации симпатической нервной системы, что приводит к

увеличению выброса крови из сердца и повышению периферичес-

кого сопротивления сосудов.

Сосудодвигательные центры, кроме продолговатого мозга,

находятся и в других вышележащих отделах ЦНС, например, в ги-

поталамусе. Стимуляция отдельных его ядер вызывает сужение

сосудов и, следовательно, повышение артериального давления.

! – Задание № 3

Расшифровать термины: к ар диография, электрокардиография,

фонокардиография, сфигмография, флебография, брадикардия,

тахикардия.

Выполнить конт рольную работу № 3.

Выполнить лабораторные работы № 1 и № 2.

? – Вопросы для самоконтроля

◊ Что такое лег очный кр уг кровообращения и как он ф ункционирует?

◊ Каково назначение большого круга кровообращения?

◊ Что является движущей силой кровотока?

◊ В чем заключаются особенности кровообращения в капиллярах и

для каких процессов это имеет значение?

◊ Каким образом кровь движется по венам и почему она не течет в

обратном направлении?

◊ Каковы особенности сердечной мышцы?

◊ Как регулируется работа сердца?

◊ Что такое автоматия сердечной мышцы и чем она обусловлена?

◊ Как называются клапаны, расположенные между предсердиями и

желудочками?

◊ Как называются клапаны в основании аорты и легочной артерии?

Какова их роль?

◊ Сколько времени длятся систола и диастола сердечной мышцы?

◊ Произвольно или непроизвольно сокращается сердечная мышца?

◊ Что такое пульс и от чего зависит его частота?

◊ Какая зависимость между частотой ударов пу льса и давлением крови?

◊ Каковы основные функциональные группы со судов? Какую роль

выполняют аккумулирующие сосуды?

◊ Как изменяется кровяное давление в артериях при сокращении и

расслаблении сердечной мышцы?

◊ Чем отличается давление крови в артериях, венах и капиллярах?

◊ Как с позиций законов физики объяснить движение крови по кро-

веносной системе? Законы гемодинамики.

◊ В чем заключается интракардиальная, экстракардиальная и гумо-

ральная регуляции работы сердца?

◊ Каковы особенности кровоснабжения головного мозга, ЖКТ, кожи?

◊ Что такое рабочая гиперемия?

◊ Каковы основные методы исследования работы сердца?

◊ Что такое МОК?

◊ В каких случаях наступает брадикардия, в каких – тахикардия и почему?

◊ Как осуществляется центральная регуляция кровообращения?

?? – Контрольная работа № 3

1. Аорта у человека отходит от:

a) левого желудочка; в) левого предсерлия;

б) правого желудочка; г) правого предсердия.

2. Большой круг кровообращения начинается в:

а) левом предсердии; в) левом желудочке;

б) правом желудочке; г) правом предсердии.

3. Малый круг кровообращения заканчивается в:

а) левом предсердии; в) левом желудочке;

б) правом желудочке; г) правом предсердии.

4. Венозная кровь насыщена:

а) углекислым газом; в) угарным газом;

б) азотом; г) кислородом.

5. Артериальная кровь у человека находится:

а) в правой половине сердца;

б) в левой половине сердца;

в) только в правом желудочке;

г) только в левом предсердии.

6. Сердце человека состоит из следующего количества камер:

а) 2; б) 3; в) 5; г) 4.

7. Двустворчатый (или митра льный) клапан располагается

между:

а) левым желудочком и аортой;

б) правым желудочком и легочными венами;

в) левым предсердием и левым желудочком;

г) правым предсердием и правым желудочком.

8. Внутренний слой стенки се рдца называется:

а) эндокард; в) эпикард;

б) миокард; г) перикард.

9. Средний слой стенки сердца называется:

а) эндокард; в) эпикард;

б) миокард; г) перикард.

10. Артерии – это сосуды:

а) не сущие кровь к сердцу;

б) в которых находится артериальная кровь;

в) несущие кровь от сердца;

г) в которых находится венозная кровь.

11. Большим объемом крови и низким кровяным давлением

характеризуется:

а) артериальное русло;

б) артериальное русло и венозное русло;

в) артериальное русло и область транскапиллярного обмена;

г) венозное русло.

12. У человека по артериям малог о круга кровообращения течет:

а) венозная кровь; в) артериальная кровь;

б) смешанная кровь; г) лимфа.

13. Капилляры се рдечно-сосудистой системы человека – это

сосуды:

а) по которым кровь движется от сердца;

б) по которым кровь движется к сердцу;

в) в которых запасается глюкоза;

г) в которых осуществляется обмен веществ между кровью и

тканями;