Работоспособность сердца определяется по соотношениию между его объемом и его функциональной способностью.
Исходным пунктом для разработки метода определения работоспособности сердца, учитывающего его объем, послужили представления Reindell о значении остаточной крови и наблюдение, что малые сердца менее работоспособны, чем большие. За меру работоспособности принят максимальный кислородный пульс. Кислородный пульс (О2-пульс) - это то количество кислорода, которое забирается кровью при каждом сердечном сокращении.
Для измерения спирометрических величин используют метабограф Флейша. Нагрузка дается в положении лежа в виде велосипедного эргометра (эргостат фирмы «Jaquet», Базель). Нагрузка повышается отдельными ступенями - 25 ватт (для больных) и 50 ватт (здоровых) вплоть до максимально возможной ступени (в ваттах). На каждой ступени требуется достижение относительного постоянного состояния и только по достижении его переходят к следующей.
Для рассчета так называемого коэффициента работоспособности сердца у каждого больного в положении лежа определяют объем сердца. Сопоставление объема сердца и его работоспособности приводит к выводу, что работоспособность, т. е. максимальный кислородный пульс, увеличивается с увеличением миокарда. Это положение действительно для всех исследованных нами возрастных групп.
На основании пропорциональности между сердечным объемом и О2-пульсом получается для всех сердечных размеров здоровых взрослых мужчин в среднем приблизительно одинаковой величины коэффициент: между 55 и 60. В возрасте 60-75 лет наблюдается значительное повышение этой величины как выражение «физиологической возрастной недостаточности». У женщин значения коэффициента (58-66) немного выше. Самые низкие значения находят у высокотренированных спортсменов (средняя величина 46). у молодых лиц коэффициент характеризуется в основном теми же средними величинами. Замечательно, что самый низкий коэффициент находят в 18-летнем возрасте; это указывает на оптимальную работоспособность сердца в таком возрасте.
Величина коэффициента позволяет высказаться о том, находится ли соотношение между объемом сердца и его работоспособностью еще в физиологических колебаниях. Чем ниже этот коэффициент, тем лучше работоспособность сердца. Коэффициент, лежащий выше нормы, является выражением нарушенного отношения.
Относительно причины снижения работоспособности коэффициент не говорит ничего. Чем вызвано в каждом случае такое снижение, надо выявлять обычными клиническими исследованиями сердца (анамнез, рентгенологический анализ, формы сердца, ЭКГ, фонокардиограмма). Оно может вызываться нагрузками в виде повышения давления крови (прессорная нагрузка) или увеличения ее объема (объемная нагрузка) при пороках сердца, гипертонии, первичном поражении миокарда при коронаросклерозе, инфекционно-токсических процессах или это может быть результатом общего нарушения обмена веществ.
Руководящие линии при оценке следующие :
При рентгенлогически увеличенном сердце указанный коэффициент инфомирует, является ли увеличение сердца результатом физиологического приспособительного процесса благодаря физкультуре (коэффициент нормальный) или же результатом расширен мышцы сердца (коэффициент патологический). В последнем случае в покое или же в условиях обычной повседневной работ может не проявляться клинических симптомов недостаточности в виде застоя кровообращения. Только при более сильной нагрузке дело доходит до недостаточности при работе (рабочая недостаточность).
ЭКГ, снятая в покое и после нагрузки, может быть еще совершенно нормальной. Только ЭКГ, снятая во время эргометрической нагрузки, вскрывает в части случаев гипоксемическое состояние работающего сердца. Дифференциально-диагностически надо дополнительно учитывать в качестве этиологического фактора наличие гипертонии.
При рентгенологически нормальных размерах сердца, но патологически измененном на ЭКГ, нормальный коэффициент исключает рабочую недостаточность, В этом случае изменения ЭКГ следует считать выражением начинающейся коронарной недостаточности или нарушения системы регуляции кровообращения. Здесь еще нет снижения работоспособности сердца. Патологический коэффициент (также при нормальных размерах сердца) может быть выражением рабочей недостаточности или следствием уже уменьшившихся резервов работоспособности при коронарной недостаточности.
При наличии прессорной и объемной нагрузки на почве врожденных и приобретенных пороков сердца коэффициент указывает на имеющиеся резервы сердечной работоспособности. При митральном стенозе, например, это является существенным вспомогательным средством в отношении показаний к . Оценка успешности операции на сердце при контрольной проверке данного коэффициента становится объективной.
С учетом приведенного коэффициент позволяет точно судить о состоянии больного при решении вопросов трудовой экспертизы.
Сравнение коэффициентов в начале и конце пребывания в санатории позволяет объективно судить об успешности медикаментозного лечения сердца или в рамках курортных и других оздоровительных мероприятий.
Анализ резервной работоспособности сердца с помощью описанного здесь метода сравнительного (коррелятивного) изучения объема сердца позволяет высказываться более определенно, чем это было возможно при использовании только одних абсолютных спироэргометрических показателей работоспособности. Так, работоспособность в абсолютном выражении (изморенная с помощью максимально возможного поглощения кислорода по Knipping) может быть еще нормальной благодаря деятельности периферических или кардиальных компенсаторных механизмов, и только сопоставление с объемом сердца позволяет ясно видеть, но работоспособность в отношении к объему сердца уменьшена, т. е. что между этими обоими величинами диссонанс уже наступил.
При заболеваниях легких спироэргометрическое исследование необходимо дополнять специальными функциональными легочными пробами, чтобы распознать пульмонально обусловленное снижение работоспособности сердца (дыхательную недостаточность).
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирургРитм сердца и факторы, влияющие на него. Ритм сердца, т. е. количество сокращений в 1 мин, зависит главным образом от функционального состояния блуждающих и симпатических нервов. При возбуждении симпатических нервов частота сердечных сокращений возрастает. Это явление носит название тахикардии. При возбуждении блуждающих нервов частота сердечных сокращений уменьшается - брадикардии. Ритм сердца может изменяться под влиянием гуморальных воздействий, в частности температуры крови, притекающей к сердцу. Местное раздражение теплом области правого предсердия (локализация ведущего узла) ведет к учащению ритма сердца при охлаждении этой области сердца наблюдается противоположный эффект. Местное раздражение теплом или холодом других участков сердца не отражается на частоте сердечных сокращений. Однако оно может изменить скорость проведения возбуждений по проводящей системе сердца и отразиться на силе сердёчных сокращений.
Частота сердечных сокращений у здорового человека находится в зависимости от возраста.
Что же является показателями сердечной деятельности?
Показатели сердечной деятельности. Показателями работы сердца являются систолический и минутный объем сердца.
Систолический, или ударный, объем сердца – тот объем крови, который поступает из желудочка за одну систолу. Величина систолического объема зависит от размеров сердца, состояния миокарда и организма. У взрослого здорового человека при относительном покое систолический объем каждого желудочка составляет приблизительно 70-80 мл. Таким образом, при сокращении желудочков в артериальную систему поступает 120-160 мл крови.
Минутный объем сердца – это количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту за 1 мин. Минутный объем сердца - это произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В среднем минутный объем составляет 3-5 л. Систолический и минутный объем сердца характеризует деятельность всего аппарата кровообращения.
Оценка функционального состояния организма с учетом уровня их двигательной активности
Известно, что существует этапность в становлении механизмов регуляции сердечнососудистой системы, которая проявляется в характере ее реакции на одно и то же воздействие в разных периодах постнатального развития (Фролькис В. В., 1975). В связи с этим, в динамике особенности показателей вегетативной регуляции СР у лиц младшего и среднего школьного возраста в сформированных группах с разным уровнем двигательной активности. Особенности изменения регуляции СР при разном уровне двигательной активности преимущественно обусловлены не возрастом школьника, а тонусом ВНС. Это согласовывалось с представлением о том, что исходный вегетативный тонус является одной из одной из важных характеристик, определяющих тип реагирования (Казначеев В. П., 1980). В силу этого, особенности изменения параметров СР в группах у школьников разного возраста, были связаны в основном с тем, что в старшем школьном возрасте среди лиц с несвойственной для них регуляцией преобладают лица с симпатикотонией, а в младшем школьном возрасте – с ваготонией.
Поскольку изменения регуляции СР имеют общую динамику для лиц с одинаковым тонусом ВНС не зависимо от их возраста, то, следовательно, если учитывать исходный тонус ВНС при анализе реагирования организма на двигательную деятельность, нет необходимости для выделения возрастных групп. Поэтому для анализа изменений ФС организма у школьников в каждой из групп с разной двигательной активностью было выделено три подгруппы лиц с разным исходным тонусом ВНС – эйтоники, симпатотоники и ваготоники.
В группе 1 (с меньшей нагрузкой) выяснилось, что у лиц с эйтонией отсутствовали достоверные изменения ФС. При этом у 39% лиц с эйтонией оно характеризовалось удовлетворительной адаптацией, у 33% - напряжением механизмов адаптации и у 28% - неудовлетворительной адаптацией.
Можно предположить, что мышечная нагрузка в этой группе не оказала влияние на лиц с эйтонией вследствие своей незначительности. Однако следует отметить, что по литературным данным (Искакова З. Б., 1991; Антропова М. В. и др., 1997), к концу учебного года у школьников развивается напряжение систем регуляции, а поскольку завершение наших исследований произошло в середине второй половины учебного года, то можно говорить о нивелировании данного напряжения за счет двигательной активности. Это свидетельствовало о стабилизирующем влиянии двигательной активности на характеристики вегетативной регуляции.
У большинства лиц с симпатикотонией (73%) ФС организма достоверно улучшилось и стало характеризоваться удовлетворительной адаптацией. Тоже наблюдалось у 50% лиц с ваготонией. Однако у 30% лиц с ваготонией сохранилось ФС, характеризовавшееся напряжением механизмов адаптации, и у 20% - неудовлетворительной адаптацией.
Проведенный анализ показал, что в группе 1 (с меньшей нагрузкой) значительно изменилось по сравнению с началом исследования соотношение лиц с разным ФС. Существенно увеличилась доля лиц с удовлетворительной адаптацией, и значительно сократилось число лиц с напряжением механизмов адаптации и неудовлетворительной адаптацией. Наблюдаемая динамика ФС в группе с низкой мышечной нагрузкой, по-видимому, была связана не с тренировочным эффектом, а с развитием в организме благоприятных неспецифических адаптационных реакций. Это согласуется с исследованиями ряда авторов (Гаркави Л. Х., Квакина Е. Б, Уколова М. А., 1990; Ульянов В. И., 1995; Fleshner M., 1999).
В результате особенностями ФС организма в группе 2 (с большей нагрузкой) выяснилось, что достоверные изменения ФС произошли только у лиц с эйтонией. Количество эйтоников с удовлетворительной адаптацией увеличилось с 30% до 70%. Полностью исчезли лица, характеризующиеся неудовлетворительной адаптацией.
Среди лиц с симпатикотонией и ваготонией достоверных изменений ФС не произошло. При этом у большинства лиц (74%) с симпатикотонией сохранилось ФС, характеризующееся напряжением механизмов адаптации. Выборка лиц с ваготонией состояли из трех, близких по размерам, частей: лица с удовлетворительной адаптацией - 31%, с напряжением механизмов адаптации – 29%, с неудовлетворительной адаптацией – 40%.
Отсутствие улучшения ФС у лиц с ваготонией и симпатикотонией в группе 2 (с большей нагрузкой) указывало на то, что для них требуется более тщательное планирование двигательной активности в зависимости от ФС организма.
Таким образом, это свидетельствует о том, что формирование адаптивных реакций существенно зависело от индивидуальных особенностей вегетативной регуляции и объема мышечной нагрузки. Так в группе с меньшими нагрузками формирование адаптивных реакций в меньшей степени зависело от характера дифференцированности типа вегетативной регуляции. В то же время в группе с большей нагрузкой удовлетворительная адаптация формировалась только у лиц с достаточно пластичной вегетативной регуляцией, а у лиц с жестко определенным типом регуляции адаптивные изменения наблюдались в значительно меньшей степени.
Полученные результаты развивают представление о формировании механизмов вегетативной регуляции сердечного ритма в онтогенезе и могут быть использованы для оценки адекватности различных видов воздействия индивидуальным адаптационным возможностям организма.
Нарушения сердечного ритма
Нарушения сердечного ритма – это очень сложный раздел кардиологии. Сердце человека работает всю жизнь. Оно сокращается и расслабляется от 50 до 150 раз в минуту. В фазу систолы сердце сокращается, обеспечивая ток крови и доставку кислорода и питательных веществ по всему организму. В фазу диастолы оно отдыхает. Поэтому очень важно, чтобы сердце сокращалось через одинаковые промежутки времени. Если укорачивается период систолы, сердце не успевает полноценно обеспечить организм движением крови и кислородом. Если сокращается период диастолы – сердце не успевает отдохнуть. Нарушение сердечного ритма - это нарушение частоты, ритмичности и последовательности сокращений сердечной мышцы. Сердечная мышца – миокард состоит из мышечных волокон. Различают два вида этих волокон: рабочий миокард или сократительный, обеспечивающий сокращение проводящий миокард создающий импульс к сокращению рабочего миокарда и обеспечивающий проведение этого импульса. Сокращения сердечной мышцы обеспечиваются электрическими импульсами, возникающими в синоаурикулярном или синусовом узле, который находится в правом предсердии. Затем электрические импульсы распространяются по проводящим волокнам предсердий к атриовентрикулярному узлу, расположенному в нижней части правого предсердия. Из атриовентрикулярного узла начинается пучок Гиса. Он идет в межжелудочковой перегородке и делится на две ветви – правую и левую ножки пучка Гиса. Ножки пучка Гиса в свою очередь делятся на мелкие волокна – волокна Пуркинье по которым электрический импульс достигает мышечных волокон. Мышечные волокна сокращаются под действием электрического импульса в систолу и расслабляются при его отсутствии в диастолу. Частота нормального (синусового) ритма сокращения около от 50 сокращений во время сна, в покое, до 150-160 при физической и психоэмоциональной нагрузке, при воздействии высоких температур.
Регулирующее влияние на активность синусового узла оказывают эндокринная система, посредством содержащихся в крови гормонов и вегетативная нервная система – ее симпатический и парасимпатический отделы. Электрический импульс в синусовом узле возникает благодаря разнице концентраций электролитов внутри и вне клетки и их перемещению через клеточную мембрану. Основные участники этого процесса – калий, кальций, хлор и в меньшей степени натрий. Причины нарушений сердечного ритма изучены не полностью. Считается, что основными двумя причинами служат изменения нервной и эндокринной регуляции или функциональные нарушения, и аномалии развития сердца, его анатомической структуры – органические нарушения. Часто это бывают комбинации этих основных причин. Увеличение частоты сердечных сокращений более 100 в минуту называется синусовой тахикардией. Сокращения мышцы сердца при этом полноценные и сердечные комплексы на электрокардиограмме не изменяются, просто регистрируется учащенный ритм. Это может быть реакция здорового человека на стресс или физическую нагрузку, но может быть и симптомом сердечной недостаточности, различных отравлений, заболеваний щитовидной железы. Урежение частоты сердечных сокращений реже 60 в минуту называется синусовой брадикардией. Сердечные комплексы на ЭКГ также не изменяются. Такое состояние может возникнуть у хорошо тренированных физически людей (спортсменов). Брадикардией сопровождаются также заболевания щитовидной железы, опухоли мозга, отравления грибами, переохлаждение и т.д. Нарушения проводимости и ритма сердца – это очень частые осложнения сердечнососудистых заболеваний. Чаще всего из нарушений сердечного ритма встречаются:
Экстрасистолия (внеочередное сокращение)
Мерцательная аритмия (полностью неправильный ритм)
Пароксизмальная тахикардия (резкое учащение сердечного ритма от 150 до 200 ударов в минуту).
Классификация нарушений ритма очень сложная. Аритмии и блокады могут возникать в любом месте проводящей системы сердца. От места возникновения аритмий или блокад зависит и их вид.
Экстрасистолии или мерцательные аритмии ощущаются пациентом как сердцебиения, сердце бьется чаще обычного или появляются перебои в сердце.
Если же пациент ощущает замирание, остановку сердца и при этом у него бывают головокружения и потери сознания, вероятнее всего у пациента блокада сердечного ритма или брадикардия (урежение пульса). При обнаружении у пациента какого-либо нарушения сердечного ритма необходимо провести полное обследование для уточнения причины возникновения аритмии. Основным методом диагностики нарушений сердечного ритма служит электрокардиограмма. ЭКГ помогает определить вид аритмии. Но некоторые аритмии возникают эпизодически. Поэтому для их диагностики применяется холтеровское мониторирование. Это исследование обеспечивает запись электрокардиограммы в течение нескольких часов или суток. При этом пациент ведет обычный образ жизни и ведет дневник, где отмечает по часам выполняемые им действия (сон, отдых, физические нагрузки). При расшифровке ЭКГ данные электрокардиограммы сопоставляются с данными дневника. Выясняют частоту, длительность, время возникновения аритмий и связь их с физической нагрузкой, одновременно анализируют признаки недостаточности кровоснабжения сердца. Эхокардиография позволяет выявить болезни способствующие развитию аритмий - пролабирование клапанов, врожденные и приобретенные пороки сердца, кардиомиопатии и т.д. Применяются и более современные методы исследования:
Эндокардиальные (из внутренней полости сердца)
Чрезпищеводные электрофизиологические методы исследования
5. Основные этапы развития сердца.
К концу 3-й недели перенатального развития в мезенхиме задней части головного конца зародыша под глоткой появляются две продольные трубки. Они сближаются и сливаются друг с другом, образуя эндокард, из наружного слоя, эпимиокарда, возникающего из мезодермы, позднее развиваются миокард и эпикард. Сердечная закладка окруженаперикардиальной полостью, образовавшейся при разделении целома зародыша. Вначале сердечная трубка связана с кишечником дорсальным мезокардием, который затем исчезает. Передний конец сердца связан с ветвями аорты, а задний – с желточными венами. Зачаток сердца уже сокращается и проталкивает кровь благодаря наличию в его задней части специальных клеток водителей ритма. На более поздних стадиях они сформируют синусно-предсердный узел.
Растет сердечная трубка неравномерно, быстрее окружающих тканей и органов, вследствие чего изгибается и в ней возникают разграниченные клапанами предсердие и желудочек (стадия двукамерного сердца). Желудочек переходит в короткую брюшную аорту. Предсердие к концу первого, а желудочек к концу второго месяца внутриутробного развития разделяются продольными перегородками на правые и левые полости, но в межпредсердной перегородке остается овальное отверстие, через которое одно предсердие сообщается с другим вплоть до рождения. По мере роста предсердий венозный синус включается в состав правого предсердия.
Образование межжелудочковой перегородки начинается от верхушки сердца. Она растет вверх, где встречается с перегородкой предсердий. Таким образом происходит разделение сердца на правую (венозную) и левую (артериальную) половины. Одновременно с ростом перегородок образуются предсердно-желудочковые клапаны. В артериальном конусе возникает продольная перегородка, являющаяся продолжением межпредсердной перегородки. В результате происходит разделение аорты и легочного ствола. На их границе с артериальными конусами желудочков возникают полулунные клапаны.
Так как легкие плода не развиты, большая часть крови, выходящая из правого желудочка в легочный ствол по артериальному (боталлову) протоку переходит в аорту. В легкие попадает незначительный объем крови, обеспечивающий их развитие. Кроме того, наличие подобной системы позволяет полноценно развиваться правому желудочку. Несмотря на наличие межпредсердного отверстия, полного смешения крови в сердце не происходит. В то же время боталлов проток впадает в нисходящую часть дуги аорты. Сосуды, отходящие от дуги аорты к голове и верхним конечностям, несут кровь, обогащенную кислородом. Ниже места впадения артериального протока кровь становится смешанной.
Сердце 10-недельного зародыша очень велико и составляет примерно 10% массы его тела. По мере роста плода относительный вес сердца постепенно падает, но и у новорожденного он все еще больше (0,8%), чем у взрослого человека (0,5%). В течение первых месяцев внутриутробного развития сердце передвигается с места своей первоначальной закладки – области шеи – в грудную полость.
6. Особенности кровообращения плода и его изменения после рождения.
Все, что необходимо для развития , плод получает из крови матери. Кровь по маточной артерии проникает в плаценту. Из плаценты артериальная кровь поступает в пупочную вену, v . umbilicalis , плода, которая направляется к нижнему краю печени, ложится в борозду пупочной вены и на уровне ворот печени делится на две ветви. Первая ветвь впадает в воротную вену, а вторая ветвь - венозный проток, ductus uenosus , - в одну из печеночных или в нижнюю полую вену. Далее через печеночные вены кровь поступает в нижнюю полую вену, где смешивается с венозной кровью, оттекающей от нижней части туловища плода. По нижней полой вене смешанная кровь попадает в правое предсердие, а из него через овальное отверстие межпредсердной перегородки - в левое предсердие. Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек, а затем по аорте и отходящим от нее артериям направляется к органам и тканям тела плода.
Венозная кровь от верхней части тела плода поступает в правое предсердие по верхней полой вене. Через правое предсердно-желудочковое отверстие эта кровь проходит в правый желудочек, из него в легочный ствол, а далее течет по крупному артериальному протоку, ductus arteriosus , непосредственно в аорту. В аорте к смешанной крови, поступившей из левого желудочка, прибавляются новые порции венозной крови. Эта смешанная кровь оттекает по ветвям аорты ко всем органам и стенкам тела плода.
Обогащение крови плода кислородом и питательными веществами происходит в плаценте, куда смешанная кровь из аорты следует через внутренние подвздошные артерии, а далее по ее ветвям - парной пупочной артерии, a . umbilicalis, - в плаценту.
После рождения в сосудистой системе новорожденного происходят существенные изменения: осуществляется резкий переход от плацентарного кровообращения к легочному. Начинают функционировать легкие, легочные артерии и вены. Перевязанные после рождения пупочные сосуды запустевают: ствол пупочной вены превращается в круглую связку печени, а пупочные артерии - в правую и левую латеральные пупочные связки; просвет артерий сохраняется только в начальном их отделе. Эти пупочные связки располагаются на задней поверхности передней стенки живота. Венозный проток превращается в венозную связку, а артериальный проток, который у плода соединял легочный ствол с вогнутой частью дуги аорты, становится артериальной связкой, соединяющей легочный ствол (или левую легочную артерию) с дугой аорты.
Локальный эффект воздействия физических нагрузок
Локальный эффект повышения тренированности, который являет-ся неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.
Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние чело-век: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физически-ми упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро-цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержа-ние гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличива-ется кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транс-портную возможность.
Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение со-держания лейкоцитов и их активность. Специальными исследовани-ями было установлено, что регулярная физическая тренировка без пе-регрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.
Неверно, что для развития силы на практике распространён метод …
Международная федерация студенческого спорта имеет аббревиатуру …
Жировая ткань содержит …% воды (от её массы)
Эффективность воспитания и обучения находится в тесной зависимости от того, в какой мере учитываются анатомо-физиологические особенности детей и подростков. Особого внимания заслуживают периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость к воздействиям тех или иных факторов, а также периоды повышенной чувствительности и пониженной сопротивляемости организма.
Строение и функции сердца
Сердце находится в левой части грудной клетки в так называемой околосердечной сумке — перикарде, который отделяет сердце от других органов. Стенка сердца состоит из трех слоев — эпикарда, миокарда и эндокарда. Эпикард состоит из тонкой (не более 0,3-0,4 мм) пластинки соединительной ткани, эндокард состоит из эпителиальной ткани, а миокард состоит из сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани.
Сердце состоит из четырех отдельных полостей, называемых камерами: левое предсердие, правое предсердие, левый желудочек, правый желудочек. Они разделены перегородками. В правое предсердие входят полые, в левое предсердие — легочные вены. Из правого желудочка и левого желудочка выходят, соответственно, легочная артерия (легочный ствол) и восходящая аорта. Правый желудочек и левое предсердие замыкают малый круг кровообращения, левый желудочек и правое предсердие — большой круг. Сердце расположено в нижней части переднего средостения, большая часть его передней поверхности прикрыта легкими с впадающими участками полых и легочных вен, а также выходящими аортой и легочным стволом. В полости перикарда содержится небольшое количество серозной жидкости.
Стенка левого желудочка приблизительно в три раза толще, чем стенка правого желудочка, так как левый должен быть достаточно сильным, чтобы вытолкнуть кровь в большой круг кровообращения для всего организма (сопротивление крови в большом круге кровообращения в несколько раз больше, а давление крови в несколько раз выше, чем в малом круге кровообращения).
Существует необходимость поддержания тока крови в одном направлении, в противном случае сердце могло бы наполниться той самой кровью, которая перед этим была отправлена в артерии. Ответственными за ток крови в одном направлении являются клапаны, которые в соответствующий момент открываются и закрываются, пропуская кровь или ставя ей заслон. Клапан между левым предсердием и левым желудочком называется митральный клапан или двухстворчатый клапан, так как состоит из двух лепестков. Клапан между правым предсердием и правым желудочком носит название трёхстворчатый клапан — он состоит из трех лепестков. В сердце находятся еще аортальный и легочный клапаны. Они контролируют вытекание крови из обоих желудочков.
Выделяют следующие основные функции сердца:
Автоматизм — это способность сердца вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение. В норме наибольшим автоматизмом обладает синусовый узел.
Проводимость — способность миокарда проводить импульсы из места их возникновения до сократительного миокарда.
Вопрос об особенностях функционирования сердечно-сосудистой системы под воздействием статической нагрузки у спортсменов по сравнению с нетренированными лицами, о степени влияния на адаптационные реакции структурно-функциональных особенностей сердца, физической выносливости и работоспособности до настоящего времени окончательно не решен. Во многих работах приводятся противоречивые данные, свидетельствующие как о наличии различающихся значений в изменениях гемодинамики, так и об отсутствии таких различий при выполнении физических нагрузок статического характера [Михайлов В. М., 2005].
Во время динамической нагрузки в условиях увеличенного венозного возврата крови увеличиваются ЧСС и систолическое АД, в то время как диастолическое АД изменяется незначительно.
Результаты исследований 3. М. Белоцерковского (2005) позволяют заключить, что спортсмены с более выраженными признаками структурно-функциональной перестройки сердца, более высоким уровнем физической работоспособности, отличающиеся более экономичной работой сердца в условиях покоя и во время динамических физических нагрузок, при прочих равных условиях более рационально адаптируются и к мышечной работе статического характера.
Таким образом, при равной ЧСС статические нагрузки по сравнению с динамическими выполняются менее экономично, в энергетически более напряженном режиме для работы сердечно-сосудистой системы.
Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.
Изменения в составе крови. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро-цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.
Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность.
Тренированность человека способствует и лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100-150 мг%, а у тренированных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок для поддержания общей активной жизнедеятельности.
Изменения в работе сердечно-сосудистой системы
Сердце. Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.
Показателями работоспособности сердца являются:
1. частота пульса - волна колебаний, распространяемая по элас-тичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.
Запасы углеводов особенно интенсивно используются …
при умственной активности
при физической активности
во время приёма пищи
во сне
Представление о функции вегетативной нервной системы можно получить по …
реакции центральной нервной системы
кожно-сосудистой реакции
жизненной емкости легких
реакции сердца
Педагогический процесс, направленный на формирование физической культуры личности в результате педагогических воздействий и самовоспитания – это …
занятие спортом
физическое воспитание
тренировка
урок физической культуры
Основное средство физической культуры – это …
спорт
зарядка
тренировка
физическое упражнение
Главный источник энергии в организме – это …
углеводы
жиры
еда
белки
У людей с сильной нервной системой, при выполнении упражнений на выносливость, ….
отсутствует вторая фаза
обе фазы одинаковые
отсутствует первая фаза
длиннее вторая фаза
длиннее первая фаза
Суммарный (общий кислородный) запрос – это …
количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза)
количество кислорода, необходимое для выполнения всей предстоящей работы
объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту
максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха
Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения выполняемой работы, называют …
кислородным запросом
вторым дыханием
кислородной нехваткой
кислородным долгом
5). Кислородный запас (КЗ) — количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в 1 минуту. В покое КЗ равен 200-300 мл. При беге на 5 км увеличивается до 5000-6000 мл.
6). Максимальное потребление кислорода (МПК) – необходимое количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при определенной мышечной работе. У нетренированных людей МПК составляет 2- 3,5 л/ мин., у спортсменов мужчин может достигать 6 л/мин., у женщин – 4 л/ мин. и более.
7). Кислородный долг – разница между кислородным запасом и кислородом, которое потребляется во время работы за 1 минуту, т. е.
КД= КЗ – МПК
Величина максимального возможного суммарного долга кислорода имеет предел. У нетренированных людей он находится на уровне 4-7 л кислорода, у тренированных – может достигать 20-22 л. Таким образом, физические тренировки способствуют адаптации тканей к гипоксии (недостатку кислорода), повышает способность клеток тела к интенсивной работе при недостатке кислорода.
При систематических занятиях спортом улучшается кровоснабжение мозга, общее состояние нервной системы на всех её уровнях. При этом отмечаются большая сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов, поскольку нормализуются процессы возбуждения и торможения, составляющие основу физиологической деятельности мозга. Самые полезные виды спорта – это плавание, лыжи, коньки, велосипед, теннис.
При отсутствии необходимой мышечной активности происходят нежелательные изменения функций мозга и сенсорных систем, снижается уровень функционирования подкорковых образований, отвечающих за работу, например, органов чувств (слух, равновесие, вкус) или ведающих жизненно важными функциями (дыхание, пищеварение, кровоснабжение). Вследствие этого наблюдается снижение общих защитных сил организма, увеличение риска возникновения различных заболеваний. В таких случаях характерны неустойчивость настроения, нарушение сна, нетерпеливость, ослабление самообладания.
Физические тренировки оказывают разностороннее влияние на психические функции, обеспечивая их активность и устойчивость. Установлено, что устойчивость внимания, восприятия, памяти находится в прямой зависимости от уровня разносторонней физической подготовленности.
Мощность и величина мышц находятся в прямой зависимости от упражнений и тренировки. В процессе работы усиливается кровоснабжение мышц, улучшается регуляция их деятельности нервной системой, происходит рост мышечных волокон, т. е. увеличивается масса мускулатуры. Способность к физической работе, выносливость являются результатом тренировки мышечной системы. Увеличение двигательной активности детей и подростков приводит к изменениям в костной системе и более интенсивному росту их тела. Под влиянием тренировки кости становятся более крепкими и устойчивыми к нагрузкам и травмам. Физические упражнения и спортивные тренировки, организованные с учетом возрастных особенностей детей и подростков, способствуют устранению нарушений осанки. Скелетные мышцы оказывают влияние на течение обменных процессов и на осуществление функций внутренних органов. Дыхательные движения осуществляются мышцами груди и диафрагмой, а мышцы брюшного пресса способствуют нормальной деятельности органов брюшной полости, кровообращения и дыхания. Разносторонняя мышечная деятельность повышает работоспособность организма. При этом уменьшаются энергетические затраты организма на выполнение работы. Слабость мышц спины вызывает изменение осанки, постепенно развивается сутулость. Нарушается координация движений. Для нашего времени характерны широкие возможности повышения уровня физического развития человека. Нет возрастного предела для занятий физической культурой. Упражнения являются эффективным средством совершенствования двигательного аппарата человека. Они лежат в основе любого двигательного навыка или умения. Под влиянием упражнений формируется законченность и устойчивость всех форм двигательной активности человека.
Эпоха научно-технической революции привела к уменьшению доли ручного труда за счет механизации и автоматизации трудовых процессов. Развитие городского транспорта и таких средств передвижения, как лифт, эскалаторы, движущиеся тротуары, развитие телефонизации и других средств связи привели к широкому распространению малоподвижного образа жизни, к гиподинамии – понижению двигательной активности.
Снижение физических нагрузок неблагоприятно отражается на здоровье. У людей развивается слабость скелетных мышц, что ведет к развитию сколиоза, затем возникает слабость сердечной мышцы и связанные с ним сердечно- сосудистые нарушения. Одновременно происходит перестройка костей, накопление в организме жира, падение работоспособности, снижение устойчивости к инфекциям, ускорение процесса старения организма.
Если человек малоподвижен по роду своей работы, не занимается спортом и физической культурой, в среднем в пожилом возрасте эластичность и сократительная способность его мышц снижается. Мышцы становятся дряблыми. В результате слабости мышц брюшного пресса происходит опущение внутренних органов и нарушается функция желудочно-кишечного тракта. В пожилом возрасте понижение двигательной активности приводит к отложению солей в суставах, способствует уменьшению их подвижности, ухудшает связочный аппарат и мускулатуру. Пожилые люди с возрастом теряют двигательные навыки и уверенность в движениях.
Основными способами борьбы с последствиями гиподинамии являются все виды физической тренировки, физкультура, спорт, туризм, физический труд.
Astrand P-О, Rоdаll K. Textbook of work physiology, McGraw - Hill Book Со., New York, 1986
Bangsbo J: Fitness Training in Football: А Scientific Approach. НО + Storm. Brudelys- vej, Bagsvaer, Copenhagen, Denmark, 1994
Ekblom B. Applied physiology of soccer.// Sports Med., 1986.–3.– P.50–60.
Gerisch G., Rutemoller E., Weber K. Sportsmedical measurements of performance in soccer. :Science and Football/ Edited by T. Reilly and orther. - London -NY: E.& F. N. SPON, 1987. - P.60–67.
Jacobs I., Westlin N., Karlsson J., Rasmusson M. Muscle glycogen and diet in elite soccer players.// Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol., 1982. - 48. - P.297–302.
Karlsson J. Lactate and phosphagen concentrations in working muscle of man. Acta Physiol. Scand. (suppl.) 1971, 358.
Karlsson J., Jacobs I. Onset of blood lactate accumulation during muscular exercise as a threshold concept. 1. Theoretical considerations. Int. J. Sports Med., 1982, 3, p. 190 201.
Leatt P., Jacobs I. Effectcof liquid glucose supplement on muscle glycogen resynthesis after a soccer match. :Science and Football / Edited by T. Reilly and orther. - London -NY: E.& F. N. SPON, 1987. - P.42–47.
К симптомам брадикардии относят потерю сознания при замедлении пульса. Нестабильность артериального давления или же гипертензию, высокую утомляемость и плохое самочувствие от излишних физических нагрузок тоже можно считать признаками сбоя ритма сокращения.
Недостаточность кровообращения по обоим кругам (малому и большому), стенокардия покоя или напряжения аналогично проявляются при брадикардии и могут стать причиной постановки больного на учет по инвалидности.
Для диагностики ранней или обостренной брадикардии используют мониторинг системы ЭКГ с описанием работы сердца в определенное время (если кардиограмма делается на долгий срок) или же за несколько минут заснятой функциональности.
Систолической объем крови — это количество крови, выбрасываемое левым
желудочком сердца при каждом его сокращении. /dfn> Минутный объем крови —
количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты.
Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных
сокращений от 130 до 180 удар/мин. /dfn> При частоте сердечных сокращений
выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться.
Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место
при физических нагрузках, когда частота сердечных сокращений
находится в диапазоне от 130 до 180 удар/мин. /dfn>
Выбрасывает в сосуды определенное количество крови. В этом основная функция сердца . Поэтому одним из показателей функционального состояния сердца является величина минутного и ударного (систолического) объемов. Исследование величины минутного объема имеет практическое значение и применяется в физиологии спорта, клинической медицине и профессиональной гигиене.
Количество крови, выбрасываемое сердцем за минуту, называют минутным объемом крови (МОК). Количество крови, которое выбрасывает сердце за одно сокращение, называют ударным (систолическим) объемом крови (УОК).
Минутный объем крови у человека в состоянии относительного покоя равен 4,5-5 л. Он одинаков для правого и левого желудочков. Ударный объем крови можно легко рассчитать, разделив МОК на число сердечных сокращений.
Большое значение в изменении величины минутного и ударного объемов крови имеет тренировка. При выполнении одной и той же работы у тренированного человека значительно возрастает величина систолического и минутного объемов сердца при незначительном увеличении числа сердечных сокращений; у нетренированного человека, наоборот, значительно увеличивается частота сердечных сокращений и почти не изменяется систолический объем крови.
УОК увеличивается при повышении притока крови к сердцу. С увеличением систолического объема растет и МОК.
Ударный объем сердца
Важную характеристику насосной функции сердца дает ударный объем, называемый также систолическим объемом.
Ударный объем (УО) — количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артериальную систему за одну систолу (иногда используется название систолический выброс ).
Поскольку большой и малый соединены последовательно, то в устоявшемся режиме гемодинамики ударные объемы левого и правого желудочков обычно равны. Лишь на короткое время в период резкого изменения работы сердца и гемодинамики между ними может возникать небольшое различие. Величина УО взрослого человека в покое составляет 55-90 мл, а при физической нагрузке может возрастать до 120 мл (у спортсменов до 200 мл).
Формула Старра (систолический объем) :
СО = 90,97 + 0,54 . ПД — 0,57 . ДД — 0,61 . В,
где СО — систолический объем, мл; ПД — пульсовое давление, мм рт. ст.; ДД — диастолическое давление, мм рт. ст.; В — возраст, годы.
В норме СО в покое — 70-80 мл, а при нагрузке — 140- 170 мл.
Конечный диастолический объем
Конечно-диастолический объем (КДО) — это количество крови, находящееся в желудочке в конце диастолы (в покое около 130-150 мл, но в зависимости от пола, возраста может колебаться в пределах 90-150 мл). Он формируется тремя объемами крови: оставшейся в желудочке после предыдущей систолы, притекшей из венозной системы во время общей диастолы и перекачанной в желудочек во время систолы предсердий.
Таблица. Конечно-диастолический объем крови и её составные части
Конечный систолический объем
Конечно-систолический объем (КСО) — это количество крови, остающееся в желудочке сразу после . В покое он составляет менее 50%, от величины конечно-диастолического объема или 50-60 мл. Часть этого объема крови является резервным объемом, который может изгоняться при увеличении силы сердечных сокращений (например, при физической нагрузке, увеличении тонуса центров симпатической нервной системы, действии на сердце адреналина, тиреоидных гормонов).
Ряд количественных показателей, измеряемых в настоящее время при УЗИ или при зондировании полостей сердца, используют для оценки сократимости сердечной мышцы. К ним относят показатели фракции выброса, скорости изгнания крови в фазу быстрого изгнания, скорость прироста давления в желудочке в период напряжения (измеряется при зондировании желудочка) и ряд сердечных индексов.
Фракция выброса (ФВ) — выраженное в процентах отношение ударного объема к конечно-диастолическому объему желудочка. Фракция выброса у здорового человека в покое составляет 50-75%, а при физической нагрузке может достигать 80%.
Скорость изгнания крови измеряется методом Допплера при УЗИ сердца.
Скорость прироста давления в полостях желудочков считается одним из наиболее достоверных показателей сократимости миокарда. Для левого желудочка величина этого показа- геля в норме составляет 2000-2500 мм рт. ст./с.
Снижение фракции выброса ниже 50%, снижение скорости изгнания крови, скорости прироста давления свидетельствуют о понижении сократимости миокарда и возможности развития недостаточности насосной функции сердца.
Минутный объем кровотока
Минутный объем кровотока (МОК) — показатель насосной функции сердца, равный объему крови, изгоняемой желудочком в сосудистую систему за 1 минуту (применяется также название минутный выброс ).
МОК = УО. ЧСС.
Поскольку УО и ЧСС левого и правого желудочка равны, то их МОК также одинаков. Таким образом, через малый и большой круги кровообращения за один и гот же промежуток времени протекает одинаковый объем крови. В покос МОК равен 4-6 л, при физической нагрузке он может достигать 20- 25 л, а у спортсменов — 30 л и более.
Методы определения минутного объема кровообращенияПрямые методы : катетеризация полостей сердца с введением датчиков — флоуметров.
Непрямые методы :
- Метод Фика:
где МОК — минутный объем кровообращения, мл/мин; VO 2 — потребление кислорода за 1 мин, мл/мин; СaO 2 — содержание кислорода в 100 мл артериальной крови; CvO 2 — содержание кислорода в 100 мл венозной крови
- Метод разведения индикаторов:
где J — количество введенного вещества, мг; С — средняя концентрация вещества, вычисленная по кривой разведения, мг/л; Т-длительность первой волны циркуляции, с
- Ультразвуковая флоуметрия
- Тетраполярная грудная реография
Сердечный индекс
Сердечный индекс (СИ) — отношение минутного объема кровотока к площади поверхности тела (S):
СИ = МОК / S (л/мин/м 2).
где МОК — минутный объем кровообращения, л/мин; S — площадь поверхности тела, м 2 .
В норме СИ = 3-4 л/мин/м 2 .
Благодаря работе сердца обеспечивается движение крови по системе кровеносных сосудов. Даже в условиях жизнедеятельности без физических нагрузок за сутки сердце перекачивает до 10 т крови. Полезная работа сердца затрачивается на создание давления крови и придание ей ускорения.
На придание ускорения порциям выбрасываемой крови желудочки тратят около 1% от общей работы и энергетических затрат сердца. Поэтому при расчетах этой величиной можно пренебречь. Почти вся полезная работа сердца затрачивается на создание давления — движущей силы кровотока. Работа (А), выполняемая левым желудочком сердца за время одного сердечного цикла, равна произведению среднего давления (Р) в аорте на ударный объем (УО):
В покое за одну систолу левый желудочек совершает работу около 1 Н/м (1 Н = 0,1 кг), а правый желудочек приблизительно в 7 раз меньшую. Это обусловлено низким сопротивлением сосудов малого круга кровообращения, в результате чего кровоток в легочных сосудах обеспечивается при среднем давлении 13-15 мм рт. ст., в то время как в большом круге кровообращения среднее давление составляет 80-100 мм рт. ст. Таким образом, левому желудочку для изгнания УО крови необходимо затрачивать приблизительно в 7 раз большую работу, чем правому. Это и обусловливает развитие большей мышечной массы левого желудочка, по сравнению с правым.
Выполнение работы требует энергетических затрат. Они идут не только на обеспечение полезной работы, но и на поддержание основных жизненных процессов, транспорт ионов, обновление клеточных структур, синтез органических веществ. Коэффициент полезного действия сердечной мышцы находится в пределах 15-40%.
Энергия АТФ, необходимая для жизнедеятельности сердца, получается преимущественно в ходе окислительного фосфорилирования, осуществляемого с обязательным потреблением кислорода. При этом в митохондриях кардиомиоцитов могут окисляться разнообразные вещества: глюкоза, свободные жирные кислоты, аминокислоты, молочная кислота, кетоновые тела. В этом отношении миокард (в отличие от нервной ткани, использующей для получения энергии глюкозу) является «всеядным органом». На обеспечение энергетических потребностей сердца в условиях покоя в 1 мин требуется 24- 30 мл кислорода, что составляет около 10% от общего потребления кислорода организмом взрослого человека за то же время. Из протекающей по капиллярам сердца крови извлекается до 80% кислорода. В других органах этот показатель гораздо меньше. Доставка кислорода является наиболее слабым звеном в механизмах, обеспечивающих снабжение сердца энергией. Это связано с особенностями сердечного кровотока. Недостаточность доставки кислорода к миокарду, связанная с нарушением коронарного кровотока, является самой распространенной патологией, приводящей к развитию инфаркта миокарда.
Фракция выброса
Фракция выброса = СО / КДО
где СО — систолический объем, мл; КДО — конечный диастолический объем, мл.
Фракция выброса в покое составляет 50-60 %.
Скорость кровотока
Согласно законам гидродинамики количество жидкости (Q), протекающее через любую трубу, прямо пропорционально разности давлений в начале (Р 1) и в конце (Р 2) трубы и обратно пропорционально сопротивлению (R) току жидкости:
Q = (P 1 -P 2)/R.
Если применить это уравнение к сосудистой системе, то следует иметь в виду, что давление в конце данной системы, т.е. в месте впадения полых вен в сердце, близко к нулю. В этом случае уравнение можно записать так:
Q = P/R,
гдеQ - количество крови, изгнанное сердцем в минуту; Р — величина среднего давления в аорте; R — величина сосудистого сопротивления.
Из этого уравнения следует, что Р = Q*R, т.е. давление (Р) в устье аорты прямо пропорционально объему крови, выбрасываемому сердцем в артерии в минуту (Q), и величине периферического сопротивления (R). Давление в аорте (Р) и минутный объем крови (Q) можно измерить непосредственно. Зная эти величины, вычисляют периферическое сопротивление — важнейший показатель состояния сосудистой системы.
Периферическое сопротивление сосудистой системы складывается из множества отдельных сопротивлений каждого сосуда. Любой из таких сосудов можно уподобить трубке, сопротивление которой определяется по формуле Пуазейля:
гдеL — длина трубки; η — вязкость протекающей в ней жидкости; Π — отношение окружности к диаметру; r — радиус трубки.
Разность кровяного давления, определяющая скорость движения крови по сосудам, у человека велика. У взрослого человека максимальное давление в аорте составляет 150 мм рт. ст., а в крупных артериях — 120-130 мм рт. ст. В более мелких артериях кровь встречает большее сопротивление и давление здесь значительно падает — до 60-80 мм. рт ст. Самое резкое уменьшение давления отмечается в артериолах и капиллярах: в артериолах оно составляет 20-40 мм рт. ст., а в капиллярах — 15-25 мм рт. ст. В венах давление уменьшается до 3-8 мм рт. ст., в полых венах давление отрицательное: -2-4 мм рт. ст., т.е. на 2-4 мм рт. ст. ниже атмосферного. Это связано с изменением давления в грудной полости. Во время вдоха, когда давление в грудной полости значительно уменьшается, снижается и кровяное давление в полых венах.
Из приведенных данных видно, что кровяное давление в разных участках кровяного русла неодинаково, и оно уменьшается от артериального конца сосудистой системы к венозному. В крупных и средних артериях оно уменьшается незначительно, приблизительно на 10%, а в артериолах и капиллярах — на 85%. Это свидетельствует о том, что 10% энергии, развиваемой сердцем при сокращении, расходуется на продвижение крови в крупных артериях, а 85% — на ее продвижение по артериолам и капиллярам (рис. 1).
Рис. 1. Изменение давления, сопротивления и просвета сосудов на различных участках сосудистой системы
Основное сопротивление току крови возникает в артериолах. Систему артерий и артериол называют сосудами сопротивления или резистивными сосудами.
Артериолы представляют собой сосуды малого диаметра — 15-70 мкм. Стенка их содержит толстый слой циркулярно расположенных гладких мышечных клеток, при сокращении которых просвет сосуда может значительно уменьшаться. При этом резко повышается сопротивление артериол, что затрудняет отток крови из артерий, и давление в них повышается.
Падение тонуса артериол увеличивает отток крови из артерий, что приводит к уменьшению артериального давления (АД). Наибольшим сопротивлением среди всех участков сосудистой системы обладают именно артериолы, поэтому изменение их просвета является главным регулятором уровня общего артериального давления. Артериолы — «краны кровеносной системы». Открытие этих «кранов» увеличивает отток крови в капилляры соответствующей области, улучшая местное кровообращение, а закрытие — резко ухудшает кровообращение данной сосудистой зоны.
Таким образом, артериолы играют двоякую роль:
- участвуют в поддержании необходимого организму уровня общего артериального давления;
- участвуют в регуляции величины местного кровотока через тот или иной орган или ткань.
Величина органного кровотока соответствует потребности органа в кислороде и питательных веществах, определяемой уровнем активности органа.
В работающем органе тонус артериол уменьшается, что обеспечивает повышение притока крови. Чтобы общее АД при этом не снизилось в других (неработающих) органах, тонус артериол повышается. Суммарная величина общего периферического сопротивления и общий уровень АД остаются примерно постоянными, несмотря на непрерывное перераспределение крови между работающими и неработающими органами.
Объемная и линейная скорость движения крови
Объемной скоростью движения крови называют количество крови, протекающей в единицу времени через сумму поперечных сечений сосудов данного участка сосудистого русла. Через аорту, легочные артерии, полые вены и капилляры за одну минуту протекает одинаковый объем крови. Поэтому к сердцу всегда возвращается такое же количество крови, какое было им выброшено в сосуды во время систолы.
Объемная скорость в различных органах может изменяться в зависимости от работы органа и величины ею сосудистой сети. В работающем органе может увеличиваться просвет сосудов и вместе с ним — объемная скорость движения крови.
Линейной скоростью движения крови называют путь, пройденный кровью за единицу времени. Линейная скорость (V) отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной (Q), деленной на площадь сечения кровеносного сосуда:
Ее величина зависит от просвета сосудов: линейная скорость обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосуда. Чем шире суммарный просвет сосудов, тем медленнее движение крови, а чем он уже, тем больше скорость движения крови (рис. 2). По мере разветвления артерий скорость движения в них уменьшается, так как суммарный просвет ветвей сосудов больше, чем просвет исходного ствола. У взрослого человека просвет аорты составляет приблизительно 8 см 2 , а сумма просветов капилляров в 500-1000 раз больше — 4000-8000 см 2 . Следовательно, линейная скорость движения крови в аорте в 500-1000 раз больше, чем в 500 мм/с, а в капиллярах — только 0,5 мм/с.
Рис. 2. Знамения АД (А) и линейной скорости кровотока (Б) в различных участках сосудистой системы
