Гемодинамика
Гемодинамикой называют процесс циркуляции крови. Важным показателем является кровяное давление — давление, оказываемое
кровью на стенки кровеносных сосудов. Его величина зависит от силы сокращения сердца и сопротивления сосудов. Различают
систолическое (в среднем 120 мм. рт. ст.) и диастолическое (в среднем 80 мм. рт. ст.) артериальное давление.
Систолическое артериальное давление подразумевает давление в кровеносном русле в момент сокращения сердца, диастолическое —
в момент его расслабления.
При физической нагрузке и стрессе артериальное давление повышается, пульс учащается. Во время сна артериальное давление снижается, как и частота сердечных сокращений.
Уровень артериального давления — важный показатель для врача. Артериальное давление может быть повышено у пациента с болезнью почек, надпочечников, поэтому крайне важно знать и контролировать его уровень.
Повышение артериального давления, к примеру 220/120 мм рт. ст. врачи называют артериальной гипертензией
(от греч. hyper — чрезмерно; говорить гипертония не совсем верно, гипертония — повышенный тонус мышц), а понижение, например до 90/60 мм. рт. ст. будет называться
артериальной гипотензией (от греч. hypo — под, внизу).
Все мы, вероятно, хотя бы раз в жизни испытывали ортостатическую гипотензию — снижение уровня артериального давления при резком
подъеме из положения сидя или лежа. Сопровождается легким головокружением, однако может приводить и к обмороку, потере сознания.
Ортостатическая гипотензия может (в рамках нормы) проявляться у подростков.
Существует нервная регуляция гемодинамики, заключающаяся в действии на сосуды волокон симпатической нервной системы, которая
сужает сосуды (давление повышается), парасимпатической нервной системы, которая расширяет сосуды (давление соответственно
понижается).
На просвет сосудов оказывают действия также гуморальные факторы, распространяющиеся через жидкие среды организма. Ряд веществ
оказывает сосудосуживающие действие: вазопрессин, норадреналин, адреналин, другая часть оказывает сосудорасширяющее действие
— ацетилхолин, гистамин, окись азота (NO).
Заболевания
Атеросклероз (греч. athḗra — кашица sklḗrōsis — затвердевание) — хроническое заболевание артерий, возникающее в результате
нарушения в них обмена жиров и белков. При атеросклерозе в сосуде формируется холестериновая бляшка, которая постепенно увеличивается
в размерах, приводя в итоге к полной закупорке сосуда.
Бляшка суживает просвет сосуда, уменьшая количество крови, протекающей по нему к органу. Атеросклероз нередко затрагивает сосуды, которые
питают сердце — коронарные артерии. В этом случае болезнь может проявляться болями в сердце при незначительных
физических нагрузках.
В какой-то момент атеросклеротическая бляшка может лопнуть, в этом случае происходит невероятное: кровь начинает сворачиваться прямо
внутри сосуда, ведь клетки реагируют на разрыв бляшки, как на повреждение сосуда! Образуется тромб, который может закупорить просвет
сосуда, после чего кровь полностью перестает поступать к органу, который этот сосуд кровоснабжает.
Такое состояние называется инфаркт (лат. infarcire — «начинять, набивать») — резкое прекращения кровотока при спазме
артерии или закупорке. Инфаркт выражается в омертвлении тканей органа вследствие острого недостатка кровоснабжения.
Инфаркт головного мозга называют — инсульт (лат. insultus — нападение, удар).
Звуки сердца
Сердце издает характерные звуки, похожие на стук. Каждый удар состоит из двух основных тонов. Первый – результат сокращения желудочков, а если быть точнее, захлопывания клапанов, которые при напряжении миокарда перекрывают атриовентрикулярные отверстия, чтобы кровь не могла вернуться в предсердия.
Второй тон формируется во время диастолы желудочков. Это результат работы полулунных клапанов, которые не дают крови попасть обратно, преграждая ей путь. Стук раздается, когда они соединяются в просвете сосудов своими краями.
Кроме основных тонов, есть еще два – третий и четвертый. Первые два можно услышать с помощью фонендоскопа, а два других может зарегистрировать только специальный прибор.
Удары сердца имеют важное диагностическое значение. По их изменениям определяют, что в работе сердечной деятельности произошли нарушения. При заболеваниях удары могут раздваиваться, быть тише или громче, сопровождаться дополнительными тонами и другими звуками (писками, щелчками, шумами).
Продолжительность
Как показывает таблица, сердечный цикл продолжается примерно 0, 8 сек, если считать, что средняя частота сокращений составляет от 60 до 80 ударов в минуту. Систола предсердий занимает 0,1 с, систола желудочков — 0,3 с, общая диастола сердца – все оставшееся время, равное 0,4 с.
Сердечный цикл
Работа сердца заключается в последовательно сменяющих друг друга трех фазах:
- Систола предсердий (от греч. systole — сжимание, сокращение)
- Систола желудочков
- Общая диастола (от греч. diastole — расширение)
Длится 0,1 сек. В эту фазу предсердия сокращаются, их объем уменьшается, и кровь из них поступает в желудочки.
Створчатые клапаны в период этой фазы открыты, полулунные — закрыты.
Длится 0,3 сек. Створчатые (атриовентрикулярные) клапаны закрываются, чтобы не допустить обратного тока крови в
предсердия. Мышечная ткань желудочков начинает сокращаться, их объем уменьшается: открываются полулунные клапаны. Кровь изгоняется из желудочков в аорту (из левого желудочка) и легочный ствол (из правого желудочка).
Длится 0,4 сек. В диастолу полости сердца расширяются — мышцы расслабляются, полулунные клапаны закрываются.
Створчатые клапаны открыты. В эту фазу предсердия наполняются кровью, которая пассивно поступает в желудочки.
Затем цикл повторяется.
Мы уже разобрали сердечный цикл, однако я хочу акцентировать ваше внимание на некоторых деталях. В общей сложности один цикл длится
0,8 сек. Предсердия отдыхают 0,7 секунд — во время систолы желудочков и общей диастолы, а желудочки отдыхают 0,5 секунд — во время
систолы предсердий и общей диастолы. Благодаря такому энергетически выгодному циклу, сердечная мышца мало утомляется при работе.
Частоту сокращений сердца (ЧСС) можно измерить с помощью пульса — толчкообразных колебаний стенок сосудов, связанных с сердечным
циклом. Средняя частота пульса в норме — 60-80 ударов в минуту. У спортсмена ЧСС реже, чем у нетренированного человека.
При больших физических нагрузках ЧСС может возрастать до 150 уд/мин.
Возможны изменения сердечного ритма в виде его чрезмерного урежения или учащения, соответственно выделяют: брадикардию
(от греч. βραδυ — медленный и καρδιά — сердце) и тахикардию (от др.-греч. ταχύς — быстрый и καρδία — сердце). Брадикардия
характеризуется урежением пульса до 30-60 уд/мин, тахикардия — выше 90 уд/мин.
Регуляторный центр деятельности сердечно-сосудистой системы лежит в продолговатом и спинном мозге. Парасимпатическая
нервная система замедляет, а симпатическая нервная система ускоряет ЧСС. Оказывают влияние также гуморальные факторы
(от лат. humor — влага), главным образом гормоны: надпочечников — адреналин (усиливает работу сердца), щитовидной
железы — тироксин (ускоряет ЧСС).
Сердце
Раздел медицины, изучающий сердце, носит название кардиология (от др.-греч. καρδία — сердце и λόγος — изучение).
Сердце — полый мышечный орган, сокращающийся с определенным ритмом в течение всей жизни человека.
Между правым предсердием и правым желудочком расположен трехстворчатый
(трикуспидальный) клапан, между левым предсердием и левым желудочком — двустворчатый (митральный) клапан.
В сердце кровь движется однонаправленно: из предсердий в желудочки, благодаря наличию створчатых (атриовентрикулярных)
клапанов (от лат. atrium — предсердие и ventriculus — желудочек).
От левого желудочка отходит самый крупный сосуд человека — аорта, диаметром 2.5 см, кровь в которой течет со скоростью
50 см в секунду. От правого желудочка отходит легочный ствол. Между левым желудочком и аортой, а также правым желудочком и
легочным стволом находятся полулунные клапаны.
Мышечная ткань сердца представлена одиночными клетками — кардиомиоцитами, обладающими поперечной исчерченностью. Сердце
обладает особым свойством — автоматией: изолированное от организма сердце продолжает сокращаться без внешних воздействий.
Это связано с наличием в толще мышечной ткани особых клеток — пейсмекерных (клетки водителя ритма, атипичные кардиомиоциты), которые сами периодически
генерируют нервные импульсы.
В сердце имеется проводящая система благодаря которой возбуждение, возникшее в одной части сердца, постепенно охватывает другие части. В проводящей системе выделяют синусный, атриовентрикулярный узлы, пучок Гиса и волокна Пуркинье. Именно благодаря наличию этих проводящих
структур сердце способно к автоматии.
Систола (сокращение) предсердий
Перед началом систолы кровь движется к предсердиям и они последовательно ею заполняются. Часть ее остается в этих камерах, остальная направляется в желудочки и попадает в них через атриовентрикулярные отверстия, которые не закрыты клапанами.
В этот момент и начинается систола предсердий. Стенки камер напрягаются, их тонус растет, давление в них повышается на 5-8 мм рт. столба. Просвет вен, которые несут кровь, перекрывается кольцевыми пучками миокарда. Стенки желудочков в это время расслаблены, их полости расширены, и кровь из предсердий быстро без затруднений устремляется туда через атриовентрикулярные отверстия.
Сосуды
К тканям и органам кровь движется внутри сосудов. Они подразделяются на артерии, вены и капилляры. В общих
чертах мы обсудим их строение и функции. Хочу заметить: если вы считаете, что по венам течет венозная,
а по артериям — артериальная кровь, вы ошибаетесь. В следующей статье вы найдете конкретные примеры, опровергающие
это заблуждение.
По артериям кровь течет от сердца к внутренним органам и тканям. Они обладают толстыми стенками,
в составе которых имеются эластические и гладкие мышечные волокна. Давление крови в них наиболее высокое, по сравнению
с венами и капиллярами, в связи с чем они и имеют вышеуказанную толстую стенку.
Изнутри артерия выстлана эндотелием — эпителиальными клетками, которые образуют однослойный пласт тонких клеток. Благодаря наличию гладких мышечных клеток
в толще стенки, артерии могут сужаться и расширяться. Скорость кровотока в артериях примерно 20-40 см в секунду.
Большей частью артерии несут артериальную кровь,
однако нельзя забывать об исключениях: от правого желудочка по легочным артериям к легким идет венозная кровь.
По венам кровь течет к сердцу. По сравнению со стенкой артерии, в венах меньше эластических и мышечных волокон.
Давление крови в них небольшое, поэтому стенка вен тоньше, чем у артерий.
Только представьте: вены поднимают кровь от ног к сердцу,
действуя против силы тяжести. В этом им помогают вышеупомянутые клапаны и сокращения скелетных мышц. Вот почему очень
важна физическая активность, противопоставленная гиподинамии, которая вредит здоровью, нарушая движение крови по
венам.
Преимущественно в венах находится венозная кровь, однако нельзя забывать об исключениях: к левому предсердию подходят
легочные вены с артериальной кровью, обогащенной кислородом после прохождения легких.
Самые мелкие кровеносные сосуды — капилляры (от лат. capillaris — волосяной). Их стенка состоит из одного слоя клеток,
что делает возможным газообмен и обменные процессы различными веществами (питательными, побочными продуктами) между клетками, окружающими капилляр, и кровью в капилляре.
Суммарный просвет капилляров больше, чему у артерий и вен. Они подходят к каждой клетке нашего организма,
именно они являются связующим звеном, благодаря которому ткани получают кислород, питательные вещества.
По мере прохождения крови по капиллярам, она теряет кислород и насыщается углекислым газом. Поэтому на картинке выше
вы видите, что поначалу кровь в капиллярах артериальная, а затем — венозная.
Фазовая структура
Цикл начинается с систолы предсердий, которая занимает 0,1 секунды. Их диастола длится 0,7 секунды. Сокращение желудочков продолжается 0,3 секунды, их расслабление – 0,5 секунды. Общее расслабление камер сердца называют общей паузой, и занимает она в данном случае 0,4 секунды. Таким образом, выделяют три фазы сердечного цикла:
- систола предсердий – 0,1 сек.;
- систола желудочков – 0,3 сек.;
- диастола сердца (общая пауза) – 0,4 сек.
Общая пауза, предшествующая началу нового цикла, очень важна для наполнения сердца кровью.
Перед началом систолы миокард находится в расслабленном состоянии, а камеры сердца наполнены кровью, которая поступает из вен.
Давление во всех камерах примерно одинаковое, поскольку атриовентрикулярные клапаны раскрыты. В синоатриальном узле происходит возбуждение, что приводит к сокращению предсердий, из-за разницы давлений в момент систолы объем желудочков увеличивается на 15%. Когда систола предсердий заканчивается, давление в них понижается.
Заключение
Подводя итог фазового анализа сердечной деятельности, можно сказать, что систолическая работа занимает примерно столько же времени (0,43 с), сколько и диастолическая (0,47 с), то есть сердце половину жизни трудится, половину – отдыхает, и суммарное время цикла составляет 0,9 секунды.
При расчете общего хронометража цикла нужно помнить, что его фазы накладываются друг на друга, поэтому это время не учитывается, и в результате получается, что сердечный цикл длится не 0,9 секунды, а 0,8.
