Строение и функции кровеносной системы, показатели гемодинамики

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность работы. Определение типа кровообращения у здоровых лиц и с артериальной гипертензией, помимо научного интереса, приобретает все большую практическую значимость. В частности, многочисленные клинические наблюдения подтверждают тот факт, что гемодинамическая дифференциация артериальной гипертонии необходима для выбора наиболее рациональных и эффективных методов лечения. Так же важна для физическая работоспособность являющаяся выражением жизнедеятельности человека. Она проявляется в различных формах мышечной деятельности и зависит от способности и готовности человека к физической работе. В настоящее время физическая работоспособность наиболее широко исследуется только в спортивной практике, представляя несомненный интерес для специалистов как медико-биологического, так и спортивно-педагогического направлений. Гемодинамика является одним из наиболее важных показателей физической работоспособности человека. По показателям гемодинамических констант (ЧСС и АД) можно судить об интенсивности нагрузки. А с помощью степ-теста можно проконтролировать изменения этих показателей, их отклонения от нормы (если они имеются), установить какой тип реакции организм выдает на физическую нагрузку и определить, работа какой мощности наиболее подходит для данного организма. Работа носит экспериментальный характер. Основана на исследовании общей работоспособности с помощью степ-теста и обобщением данных литературных источников по теме.

1. Обзор литературы

1.1 Кровь

Кровь представляет собой внутреннюю жидкую среду (ткань) организма, обеспечивающую определенное постоянство основных физиологических и биохимических параметров и осуществляющую гуморальную связь между органами. Существует два понятия: периферическая кровь, состоящая из плазмы и находящихся в ней во взвешенном состоянии форменных элементов и система крови (Ланг Г.Ф., 1936), куда относят периферическую кровь, органы кроветворения и кроверазрушения (костный мозг, печень, селезенка и лимфатические узлы). Кровь является своеобразной формой ткани и характеризуется рядом особенностей: жидкая среда организма, находится в постоянном движении, составные части крови имеют разное происхождение, образуются и разрушаются в основном вне ее.

1.2 Состав, объем и функции крови

Кровь состоит из форменных элементов (42-46%) -- эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок) и жидкой части -- плазмы (54-58%). Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой. У взрослого человека общее количество крови составляет 5-8%массы тела, что соответствует 5-6л. Объем крови принято обозначать по отношению к массе тела (мл * кг ). В среднем, он равен у мужчин -- 65 мл * кг, у женщин -- 60 мл * кг и у детей -- около 70 мл * кг. Количество эритроцитов в крови примерно в тысячу раз больше, чем лейкоцитов, и в десятки раз выше, чем тромбоцитов. Последние по своим размерам в несколько раз меньше, чем эритроциты. Поэтому эритроциты составляют более 90% всего объема, приходящегося на долю форменных элементов крови. Выраженное в процентах отношение объема форменных элементов к общему объему крови называется гематокритом. У мужчин гематокрит составляет в среднем -- 46%, у женщин -- 42%. Это означает, что у мужчин форменные элементы занимают 46%, а плазма -- 54% объема крови, а у женщин -- 42 и 58%, соответственно. Эта разница обусловлена тем, что у мужчин содержание эритроцитов в крови больше, чем у женщин. У детей гематокрит выше, чем у взрослых; в процессе старения гематокрит снижается. Увеличение гематокрита сопровождается возрастанием вязкости кров и (внутренним ее трением), которая у здорового взрослого человека составляет 4-5 ед. Поскольку периферическое сопротивление кровотоку прямопропорционально вязкости, любое существенное увеличение гематокрита приводит к повышению нагрузки на сердце, в результате чего кровообращение в некоторых органах может нарушаться. Кровь выполняет в организме целый ряд физиологических функции. Транспортная функция крови заключается в переносе всех необходимых для жизнедеятельности организма веществ (питательных веществ, газов, гормонов, ферментов, метаболитов). Дыхательная функция состоит в доставке кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Кислород переносится преимущественно эритроцитами в виде соединения с гемоглобином -- окснгемоглобином, углекислый газ -- плазмой крови в форме бикарбонатных ионов. В обычных условиях при дыхании воздухом 1 г гемоглобина присоединяет 1.34 мл кислорода, а так как в одном литре крови содержится 140-160 г гемоглобина, то количество кислорода в нем составляет около 200 мл; эту величину принято называть кислородной емкостью крови (иногда этот показатель рассчитывают на 100 мл крови). Таким образом, если принять во внимание, что общий объем крови в организме человека составляет 5 л, то количество кислорода, связанное с гемоглобином, в ней будет равно около одного литра. Питательная функция крови обусловлена переносом аминокислот, глюкозы, жиров, витаминов, ферментов и минеральных веществ от органов пищеварения к тканям, системам и депо. Терморегуляторная функция обеспечиваете участием крови в переносе тепла от органов и тканей, в которых оно вырабатывается, к органам, отдающим тепло, что и поддерживает температурный гомеостаз. Выделительная функция направлена на перенос продуктов обмена (мочевина, креатин, индикан, мочевая кислота, вода, соли и др.) от мест их образования к органам выделения (почки, легкие, потовые и слюнные железы). Защитная функция крови прежде всего состоит в формировании иммунитета, который может быть как врожденным, так и приобретенным. Различают также тканевой и клеточный иммунитет. Первый из них обусловлен выработкой антител в ответ на поступление в организм микробов, вирусов, токсинов, ядов, чужеродных белков; второй связан с фагоцитозом, в котором ведущая роль принадлежит лейкоцитам, активно уничтожающим попадающие в организм микробы и инородные тела, а также собственные отмирающие и мутагенные клетки. Регуляторная функция заключается в осуществлении как гуморальной (перенос кровью гормонов, газов, минеральных веществ), так и рефлекторной регуляции, связанной с влиянием крови на интерорецепторы сосудов.

1.3 Форменные элементы крови

Образование форменных элементов крови называется гемопоэзом. Он осуществляется в различных кроветворных органах. В костном мозге образуются эритроциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. В селезенке и лимфатических узлах формируются лейкоциты. Образование моноцитов осуществляется в костном мозге и в ретикулярных клетках печени, селезенки и лимфатических узлов. В красном костном мозге и селезенке образуются тромбоциты.

1.4 Физиология сердца

Сердце человека -- четырехкамерный полый мышечный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков. Правая и левая части сердца разделены перегородкой и не сообщаются между собой. Предсердия и желудочки отделены друг от друга с помощью створчатых (атриовентрикулярных) клапанов. Желудочки от магистральных сосудов (аорты и легочного ствола) отделены полулунными клапанами. Клапанный аппарат работает по принципу разности давления между полостями, которые эти клапаны разделяют. Мышечная ткань сердца состоит из отдельных клеток -- миоцитов. Различают два вида миоцитов -- сердечные проводящие миоциты и сократительные миоциты. Закон «все или ничего». Сердечная мышца в отличие от скелетной (поперечнополосатой) подчиняется закону «все или ничего», т.е. она не отвечает на подпороговые раздражения, а на пороговое и надпороговое реагирует как одиночное исчерченное мышечное волокно -- сокращением максимальной амплитуды. Закон Старлинга. Согласно закону Старлинга, сила сокращения волокон сердечной мышцы зависит от их первоначальной длины во время покоя. Чем сильнее растяжение полостей сердца кровью, тем мощнее систола и тем больше крови выбрасывает сердце при одной систоле. Этот закон справедлив только при средних величинах растяжения сердечной мышцы.

1.5 Строение стенки сердца. Проводящая система сердца. Строение перикарда

Стенка сердца состоит из тонкого внутреннего слоя - эндокарда, среднего развитого слоя - миокарда и наружного слоя - эпикарда. Эндокард выстилает всю внутреннюю поверхность сердца со всеми ее образованиями. Миокард образован сердечной поперечно-полосатой мышечной тканью и состоит из сердечных кардиомиоцитов, что обеспечивает полное и ритмичное сокращение всех камер сердца. Мышечные волокна предсердий и желудочков начинаются от правого и левого фиброзных колец, которые входят в состав мягкого скелета сердца. Фиброзные кольца окружают соответствующие предсердно-желудочковые отверстия, составляя опору для их клапанов. Миокард состоит из трех слоев. Наружный косой слой на верхушке сердца переходит в завиток сердца и продолжается в глубокий слой. Средний слой образован циркулярными волокнами. Эпикард построен по принципу серозных оболочек и является висцеральным листком серозного перикарда. Эпикард покрывает наружную поверхность сердца со всех сторон и начальные отделы отходящих от него сосудов, переходя по ним в париетальную пластинку серозного перикарда. Нормальную сократительную функцию сердца обеспечивает его проводящая система, центрами которой являются:

1) синусно-предсердный узел, или узел Киса--Флека;

2) предсердно-желудочковый узел, или узел Фшоффа--Тавары, переходящий книзу в предсердно-желудочковый пучок, или пучок Гиса, который делится на правую и левую ножки.

Перикард является фиброзно-серозным мешком, в котором расположено сердце. Перикард образован двумя слоями: наружным (фиброзным перикардом) и внутренним (серозным перикардом). Фиброзный перикард переходит в адвентицию крупных сосудов сердца, а серозный имеет две пластинки - париетальную и висцеральную, которые переходят друг в друга в области основания сердца. Между пластинками имеется перикардиальная полость, в ней содержится небольшое количество серозной жидкости. В перикарде выделяют три отдела: передний, или грудино-реберный, правый и левый медиастинальный отделы, нижний, или диафрагмальный, отдел. Кровоснабжение перикарда осуществляется в ветви верхних диафрагмальных артерий, ветви грудной части аорты, ветви перикардио-диафрагмальной артерии. Венозный отток осуществляется в непарную и полунепарную вены. Лимфатический отток осуществляется в передние и задние средостенные, перикардиальные и предперикардиальные лимфатические узлы. Иннервация: ветви правого и левого симпатических стволов, ветви диафрагмальных и блуждающих нервов.

1.6 Регуляция сердечно-сосудистой системы

Работа сердца усиливается при увеличении венозного притока крови. Мышца сердца при этом сильнее растягивается во время диастолы, что способствует более мощному последующему ее сокращению. Однако эта зависимость проявляется не всегда. При очень большом притоке крови сердце не успевает полностью освободить свои полости, сокращения его не только не усиливаются, но даже ослабевают. Главную роль в регуляции деятельности сердца играют нервные и гуморальные влияния. Сердце сокращается благодаря импульсам, поступающим от главного водителя ритма, деятельность которого контролируется центральной нервной системой. Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется эфферентными ветвями блуждающего и симпатического нервов. Исследование нервной регуляции деятельности сердца началось с открытия в Петербурге в 1845 г. братьями Вебер тормозящего влияния блуждающего нерва, а в 1867 г. там же братья Цион обнаружили ускоряющее влияние симпатического нерва. И лишь благодаря опытам И.П. Павлова (1883) было показано, что различные волокна этих нервов по-разному влияют на работу сердца. Так, раздражение одних волокон блуждающего нерва вызываетурежение сердцебиений, а раздражение других -- их ослабление. Некоторые волокна симпатического нерва учащают ритм сердечных сокращений, другие -- усиливают их. Усиливоющие нервные волокна являются трофическими, т. е. действующими на сердце путем повышения обмена веществ в миокарде. На основе анализа всех влияний блуждающего и симпатического нервов на сердце создана современная классификация их эффектов. Хронотропный эффект характеризует изменение частоты сердечных сокращений, батмотропный --изменение возбудимости, дромотропный -- изменение проводимости и инотропный -- изменение сократимости. Все эти процессы блуждающие нервы замедляют и ослабляют, а симпатические -- ускоряют и усиливают.

Центры блуждающих нервов находятся в продолговатом мозге. Вторые их нейроны расположены непосредственно в нервных узлах сердца. Отростки этих нейронов иннервируют синоатриальный и атриовентрикулярный узлы и мышцы предсердий; миокард желудочков блуждающими нервами не иннервируется. Нейроны симпатических нервов расположены в верхних сегментах грудного отдела спинного мозга, отсюда возбуждение передается в шейные и верхние грудные симпатические узлы и далее к сердцу. Импульсы с нервных окончаний передаются на сердце посредством медиаторов. Для блуждающих нервов медиатором служит ацетилхолин, для си м патических -- норадреналин. Центры блуждающих нервов постоянно находятся в состоянии некоторого возбуждения (тонуса), степень, которого изменяется под влиянием центростремительных импульсов от разных рецепторов тела. При стойком повышении тонуса этих нервов сердцебиения становятся реже, возникает синусовая брадикардия. Тонус центров симпатических нервов выражен слабее. Возбуждение в этих центрах усиливается при эмоциях и мышечной деятельности, что ведет к учащению и усилению сердечных сокращений. В рефлекторной регуляции работы сердца участвуют центры продолговатого и спинного мозга, гипоталамуса, мозжечка и коры больших полушарий, а также рецепторы некоторых сенсорных систем (зрительной, слуховой, двигательной, вестибулярной). Большое значение в регуляции сердца и кровеносных сосудов имеют импульсы от сосудистых рецепторов, расположенных в рефлексогенных зонах (дуга аорты, бифуркация сонных артерий и др.).Такие же рецепторы имеются и в самом сердце. Часть этих рецепторов воспринимает изменения давления в сосудах (барорецепторы). Хеморецепторы возбуждаются в результате сдвигов химического состава плазмы крови при увеличении в ней рСО или снижения рО. На деятельность сердечно-сосудистой системы влияют импульсы от рецепторов легких, кишечника, раздражение тепловых и болевых рецепторов, эмоциональных и условнорефлекторных воздействий. В частности, при повышении температуры тела на 1 °С частота сердцебиений возрастает на 10 ударов в 1 минуту. Гуморальная регуляция деятельности сердца осуществляется путем воздействия на него химических веществ, находящихся в крови. Представления о гуморальной регуляции связаны с экспериментами О. Леви (1922), получившего «вагусоподобное вещество» при раздражении постганглионарных волокон блуждающих нервов, и аналогичными опытами У. Кеннона (1925) на симпатических нервах, обнаружившего «симпатин». В дальнейшем было установлено, что вышеназванные вещества -- это ацетилхолин и норадреналин. Гуморальные влияния на сердце могут оказываться гормонами, продуктами распада углеводов и белков, изменениями рН, ионов калия и кальция. Адреналин, норадреналин и тироксин усиливают работу сердца, ацетилхолин -- ослабляет. Снижение рН, увеличение уровня мочевины и молочной кислоты повышают сердечную деятельность. При избытке ионов калия урежается ритм и уменьшается сила сокращений сердца, его возбудимость и проводимость. Высокая концентрация калия приводит к расслоению миокарда и остановке сердца в диастоле. Ионы кальция учащают ритм и усиливают сердечные сокращения, повышают возбудимость и проводимость миокарда; при избытке кальция сердце останавливается в систоле. Функциональное состояние сосудистой системы, как и сердца, регулируется нервными и гуморальными влияниями. Нервы, регулирующие тонус сосудов, называются сосудодвигательными и состоят из двух частей -- сосудосуживающих и сосудорасширяющих Симпатические нервные волокна, выходящие в составе передних корешков спинного мозга, оказывают суживающее действие на сосуды кожи, органов брюшной полости, почек, легких и мозговых оболочек, но расширяют сосуды сердца. Сосудорасширяющие влияния оказываются парасимпатическими волокнами, которые выходят из спинного мозга в составе задних корешков. Определенные взаимоотношения сосудосуживающих и сосудорасширяющих нервов поддерживаются сосудодвигательным центром, расположенным в продолговатом мозге и открытым в 1871 г. В.Ф.Овсянниковым. Сосудодвигательный центр состоит из прессорного (сосудосуживающего) и депрессорного (сосудорасширяющего) отделов. Главная роль в регуляции тонуса сосудов принадлежит прессорному отделу. Кроме того, существуют высшие сосудодвигательные центры, расположенные в коре головного мозга и гипоталамусе, и низшие--в спинном мозге. Нервная регуляция тонуса сосудов осуществляется и рефлекторным путем. На основе безусловных рефлексов (оборонительных, пищевых,половых) вырабатываются сосудистые условные реакции на слова, вид объектов, эмоции и др. Основными естествеными рецептивными полями, где возникают рефлексы на сосуды, являются кожа и слизистые оболочки (экстероцептивные зоны) и сердечно-сосудистая система (интероцептивные зоны). Главнейшими интерорецептивными зонами являются синокаротидная и аортальная; в дальнейшем подобные зоны были открыты в устье полых вен, в сосудах легких и желудочно-кишечного тракта. Гуморальная регуляция тонуса сосудов осуществляется как сосудосуживающими, так и сосудорасширяющими веществами. К первой группе относят гормоны мозгового слоя надпочечников -- адреналин и норадреналин, а также задней доли гипофиза -- вазопрессин. К числу гуморальных сосудосуживающих факторов относят серотонин, образующийся в слизистой оболочке кишечника, в некоторых участках головного мозга и при распаде тромбоцитов. Аналогичный эффект оказывает образующееся в почках вещество ренин, который активирует находящийся в плазме глобулин -- гипертензиноген, превращая его в в активный гипертензин (ангиотонин). В настоящее время во многих тканях тела обнаружено значительное количество сосудорасширяющих веществ. Таким эффектом обладает медуллин, вырабатываемый мозговым слоем почек, и простогландины, обнаруженные в секрете предстательной железы. В подчелюстной и поджелудочной железах, в легких и коже установлено наличие весьма активного полипептида -- брадикинина, который вызывает расслабление гладкой мускулатуры артериол и понижает кровяное давление. К сосудорасширяющим веществам также относятся ацетилхолин, образующийся в окончаниях парасимпатических нервов, и гистамин, находящийся в стенках желудка, кишечника, а также в коже и скелетных мышцах (при их работе). Все сосудорасширяющие вещества, как правило, действуют местно, вызывая дилятацию капилляров и артериол. Сосудосуживающие вещества преимущественно оказывают общее действие на крупные кровеносные сосуды.

1.7 Основные процессы гемодинамики. Кровяное давление. Пульс.

Движение крови по сердечно-сосудистой системе определяется процессами гемодинамики, которые отражают физические явления движения жидкости в замкнутых сосудах. Гемодинамика определяется двумя факторами: давлением на жидкость и сопротивлением, испытываемым при трении о стенки сосудов и вихревых движениях. Силой, образующей давление в сосудистой системе, является сердце. У взрослого человека в сосудистую систему при каждом сокращении сердца выбрасывается 60--70 мл крови (систолический объем) или 4--5 л/мин (минутный объем). Сила, движущая кровь, -- разность давлений, возникающая в начале и в конце трубки. Движение крови по сосудистой системе носит ламинарный характер (движение крови отдельными слоями параллельно оси сосуда). При этом слой, прилегающий к стенке сосуда, практически остается неподвижным, по слою скользит второй, по второму -- третий и т. д. Форменные элементы крови составляют центральный осевой поток; плазма движется ближе к стенкам. Известно, что чем меньше диаметр сосуда, тем ближе располагаются центральные слои крови к стенкам и тем больше торможение. Это означает, что в мелких сосудах скорость кровотока ниже, чем в крупных. Так, в аорте она составляет 50 см/с, в артериях -- 30, в капиллярах -- 0,5--1,0, венах -- 5--14, в полой вене -- 20 см/с. Кроме ламинарного, в сосудистой системе существует турбулентное давление с характерным завихрением крови. Ее частицы движутся не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно ей. Основная кинетическая энергия, необходимая для движения крови, дается сердцем во время систолы. Одна часть энергии идет на проталкивание крови, другая -- превращается в потенциальную, которая необходима для растяжения во время систолы стенок аорты, крупных и средних сосудов. Во время диастолы энергия стенок аорты и сосудов переходит в кинетическую, способствуя движению крови по сосудам. Сосуды способны также активно реагировать на изменения в них кровяного давления. При повышении давления гладкие мышцы стенок сокращаются и диаметр сосудов уменьшается. Таким образом, пульсирующий ток крови, благодаря особенностям аорты и крупных сосудов, выравнивается и становится относительно беспрерывным. В норме отток крови от сердца соответствует ее притоку. Это означает, что объем крови, протекающий за единицу времени через всю артериальную и всю венозную системы большого и малого кругов кровообращения, одинаков. Скорость кровотока в сосудистом русле разная и зависит от общей суммы площади просветов сосудов этого калибра на данном участке тела. Наименьшее сечение у аорты, а скорость движения крови в ней самая большая -- 50--70 см/с. Наибольшей суммарной площадью поперечного сечения обладают капилляры -- в 800 раз больше, чем у аорты. Соответственно и скорость крови в них около 0,05 см/с. В артериях она составляет 20--40 см/с, в артериолах -- 0,5 см/с. Уровень артериального давления состоит из трех главных факторов, таких, как нагнетающая сила сердца, периферическое сопротивление сосудов, объем и вязкость крови. Однако главным из них является работа сердца. При каждой систоле и диастоле в артериях кровяное давление колеблется. Подъем его во время систолы характеризуется как систолическое (максимальное) давление. Падение давления во время диастолы соответствует диастолическому (минимальному) давлению. Его величина зависит главным образом от периферического сопротивления кровотоку и частоты сердечных сокращений. Разницу между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением.

Повышение артериального давления по сравнению с нормой называется артериальной гипертензией, понижение -- артериальной гипотензией. Периферическое сопротивление -- это второй фактор, который определяет давление и зависит от диаметра мелких артерий и артериол. Изменение просвета артерий ведет соответственно к повышению систолического и диастолического давления, ухудшению местного кровообращения. Объем и вязкость крови -- третий фактор, от которого зависит уровень артериального давления. Значительная кровопотеря ведет к снижению кровяного давления, а переливание большого количества крови повышает артериальное давление. Величина артериального давления зависит и от возраста. У детей артериальное давление ниже, чем у взрослых, потому что стенки сосудов более эластичны. В норме систолическое (максимальное) давление у здорового человека составляет 110--120 мм рт. ст., а диастолическое (минимальное) -- 70--80 мм рт. ст. Величина кровяного давления служит важной характеристикой деятельности сердечно-сосудистой системы. Кровяное давление определяют двумя способами: прямым (кровавым), который применяется в экспериментах на животных, и косвенным (бескровным), с помощью сфигмоманометра Рива-Роччи и прослушиванием сосудистых звуков в артерии ниже манжеты (метод И. С. Короткова). Под пульсом понимают периодические колебания стенки сосудов, связанные с динамикой их кровенаполнения и давления в них на протяжении одного сердечного цикла. В момент изгнания крови из сердца давление в аорте повышается и волна этого давления распространяется вдоль артерий до капилляров, где пульсовая волна угасает. Соответственно пульсирующим изменениям давления пульсирующий характер приобретает и движение крови по артериям: ускорение кровотока во время систолы и замедление во время диастолы. Амплитуда пульсовой волны затихает по мере движения от центра к периферии. Скорость распространения пульсовой волны в аорте человека составляет 5,5--8,0 м/с, в крупных артериях -- 6,0--9,5 м/с. Пульс можно определять непосредственным прощупыванием через кожу пульсирующей артерии (височной, лучевой, тыльной артерии стопы и др.). В клинике при исследовании пульса обращают внимание на следующие его свойства: частоту, ритм, напряжение, наполнение, величину и форму пульсовой волны. В норме число пульсовых колебаний в 1 мин у взрослого человека составляет 70--80 ударов. Уменьшение частоты пульса называется брадикардией, учащение -- тахикардией. Частота пульса зависит от пола, возраста, физической нагрузки, температуры тела и др. Ритм пульса определяется деятельностью сердца и бывает ритмичным и аритмичным. Напряжение пульса характеризуется силой, которую надо приложить, чтобы сдавить артерию до полного исчезновения пульса. Наполнение -- это степень изменения объема артерии, устанавливаемая по силе пульсового удара. Для более детального изучения пульса используют сфигмофаф. Кривая, полученная при записи пульсовых колебаний, называется сфигмограммой. На сфигмограмме аорты и крупных артерий различают начальный резкий подъем кривой -- анакроту. Этот подъем связан с открытием полулунных клапанов, когда кровь с силой выталкивается в аорту и растягивает ее стенки. Спад пульсовой кривой называется катакротой. Она возникает в конце систолы желудочка, когда давление в нем начинает падать. Пульсирующий характер крови имеет большое значение для регуляции кровообращения в целом.

1.8 Основные принципы гемодинамики

Гемодинамика -- раздел науки, изучающий механизмы движения крови в сердечно-сосудистой системе. Он является частью гидродинамики раздела физики, изучающего движение жидкостей. Согласно законам гидродинамики, количество жидкости (Q), протекающее через любую трубу, прямо пропорционально разности давлений в начале (Р1) и в конце (P2) трубы и обратно пропорционально сопротивлению (P2) току жидкости: Q=(P1-P2)/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 где Q -- 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 (P) 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 (R) определяется по формуле Пуазейля:

R=8lз/рr4,

где l -- длина трубки; з-- вязкость протекающей в ней жидкости; р-- отношение окружности к диаметру; r-- радиус трубки. Основное сопротивление току крови возникает в артериолах. Систему артерий и артериол называют сосудами сопротивления, или резистивными сосудами. Артериолы представляют собой тонкие сосуды (диаметром 15-- 70 мкм). Стенка этих сосудов содержит толстый слой циркулярно расположенных гладких мышечных клеток, при сокращении которого просвет сосуда может значительно уменьшаться. При этом резко повышается сопротивление артериол. Изменение сопротивления артериол меняет уровень давления крови в артериях. В случае увеличения сопротивления артериол отток крови из артерий уменьшается и давление в них повышается. Падение тонуса артериол увеличивает отток крови из артерий, что приводит к уменьшению артериального давления. Наибольшим сопротивлением среди всех участков сосудистой системы обладают именно артериолы, поэтому изменение их просвета является главным регулятором уровня общего артериального давления. Артериолы -- «краны сердечно-сосудистой системы» (И. М. Сеченов). Открытие этих «кранов» увеличивает отток крови в капилляры соответствующей области, улучшая местное кровообращение, а закрытие резко ухудшает кровообращение данной сосудистой зоны. Процессы, протекающие в последовательно соединенных сосудах, обеспечивающие циркуляцию (кругооборот) крови, называют системной гемодинамикой. Процессы, протекающие в параллельно подключенных к аорте и полым венам сосудистых руслах, обеспечивая кровоснабжение органов, называют регионарной, или органной, гемодинамикой.

1.9 Изменения центральной гемодинамики

Следует отметить, что подобные изменения центральной гемодинамики наблюдаются также у людей при физических нагрузках. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, МОК в состоянии покоя становится ниже, а периферическое сопротивление несколько выше. Некоторое уменьшение показателей кровообращения в покое и значительное возрастание при максимальной работе свидетельствуют об адаптационных изменениях в гемодинамике и возрастании объема резервной функции. Так, у квалифицированных спортсменов, имеющих в покое низкие величины систолического объема и ЧСС, при максимальной физической нагрузке эти показатели достигают больших величин, чем у нетренированных лиц. Мышечные нагрузки активизируют центральную и периферическую гемодинамику. Нарастание МОК при физической работе осуществляется за счет увеличения ЧСС и сердечного выброса. Однако роль каждого из этих показателей в увеличении МОК неравнозначна: ЧСС увеличивается пропорционально мощности физической нагрузки; систолический объем достигает своего максимума при относительно легкой работе. Дальнейшее увеличение нагрузки не оказывает существенного влияния на величину сердечного выброса. Следовательно, адаптация сердца к различным по мощности режимам работы осуществляется в большей степени за счет изменения ЧСС. Максимальные величины МОК, как правило, имеют место во время работы большой и субмаксимальной мощности и могут достигать 42- л/мин. В ряде исследований показано, что под влиянием систематических физических тренировок и при активной адаптации в горах ЧСС постепенно замедляется. У высокотренированных спортсменов в покое частота пульса может быть 50--40 уд/мин и менее. Это связано с усилением парасимпатических влияний на функцию автоматизма сердца. Урежение ЧСС -- один из наиболее показательных признаков тренированности сердечно-сосудистой системы.

2. Материалы и методы исследования

Артериальное давление (АД) является важнейшим параметром системы кровообращения. Под ним понимают давление, создаваемое кровью в артериях, с учетом сосудистого тонуса. Измерение АД является одним из самых распространенных способов объективного исследования больных и здоровых. Систематическое изменение АД является симптомом патологии кровообращения. Достоверные данные об уровне АД очень важны на всех этапах медицинского обследования, а также в профессиональной патологии, спортивной медицине, авиации, на транспорте.

2.1 Методы и приборы измерения АД

Метод Короткова.

Данный метод, разработанный русским хирургом Н.С. Коротковым в 1905 году, предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты. Техника определения артериального давления на плечевой артерии по методу Короткова: На обнаженное плечо левой руки больного на 2-3 см выше локтевого сгиба не туго накладывают и закрепляют манжетку так, чтобы между нею и кожей проходил только один палец. Рука обследуемого располагается удобно, ладонью вверх. В локтевом сгибе находят плечевую артерию и плотно, но без давления прикладывают к ней фонендоскоп. Затем баллоном постепенно нагнетают воздух, который поступает одновременно и в манжетку, и в манометр. Под давлением воздуха ртуть в манометре поднимается в стеклянную трубку. Цифры на шкале будут показывать уровень давления воздуха в манжетке, т. е. силу, с какой через мягкие ткани сдавлена артерия, в которой измеряют давление. При нагнетании воздуха требуется осторожность, так как под сильным напором ртуть может быть выброшена из трубки. Постепенно накачивая воздух в манжетку, фиксируют момент, когда исчезнут звуки пульсовых ударов. Затем начинают постепенно снижать давление в манжетке, приоткрыв вентиль у баллона. В тот момент, когда противодавление в манжетке достигает величины систолического давления, раздается короткий и довольно громкий звук - тон. Цифры на уровне столбика ртути в этот момент указывают систолическое давление. При дальнейшем падении давления в манжетке тоны ослабевают и постепенно исчезают. В момент исчезновения тонов давление в манжетке соответствует диастолическому давлению. При наличии у больного пониженного давления лучше использовать другой способ - постепенно нагнетать воздух в манжетку. Первое появление тонов свидетельствует о диастолическом давлении. При повышении давления в манжетке в момент исчезновения тонов цифры будут обозначать систолическое давление. Преимущества данного метода измерения артериального давления: признан официальным эталоном неинвазивного измерения артериального давления для диагностических целей и при проведении верификации автоматических измерителей артериального давления; высокая устойчивость к движениям руки. Недостатки данного метода измерения артериального давления: зависит от индивидуальных особенностей человека, производящего измерение; чувствителен к шумам в помещении, точности расположения головки фонендоскопа относительно артерии; требует непосредственного контакта манжеты и головки микрофона с кожей пациента; Технически сложен (повышается вероятность ошибочных показателей при измерении) и требует специального обучения.

Осциллометрический метод.

Это метод, при котором используются электронные тонометры. Он основан на регистрации тонометром пульсаций давления воздуха, возникающих в манжете при прохождении крови через сдавленный участок артерии. Техника определения артериального давления на плечевой артерии по осциллометрическому методу: Данный метод заключается в наблюдении за колебаниями стрелки пружинного манометра. Здесь также нагнетают в манжетку воздух до полного сдавления плечевой артерии. Затем воздух начинают постепенно выпускать, открывая вентиль, и первые порции крови, попадая в артерию, дают осцилляции, т. е. колебания стрелки, указывающие на систолическое артериальное давление. Колебания стрелки манометра сначала усиливаются, а потом внезапно уменьшаются, что соответствует минимальному давлению. Пружинные манометры довольно удобны для транспортировки, но, к сожалению, пружинки скоро ослабевают, не дают точных колебаний и быстро выходят из строя. Преимущества данного метода измерения артериального давления: не зависит от индивидуальных особенностей человека, производящего измерение; устойчивость к шумовым нагрузкам; позволяет производить определение артериального давления при выраженном «аускультативном провале», «бесконечном тоне», слабых тонах Короткова; позволяет производить измерения без потери точности через тонкую ткань одежды; не требуется специального обучения. Недостаток данного метода измерения артериального давления: при измерении рука должна быть неподвижна. Приборы для измерения артериального давления так и называются: измерители артериального давления. Другое общепринятое название таких приборов: тонометр. Тонометры разделены на несколько групп: механические тонометры и электронные (цифровые) тонометры. Механические тонометры Механические приборы, для пользования ими, требуют определенной подготовки и навыка работы. Механические тонометры бывают ртутными и анероидными. Ртутный прибор, из-за своих габаритов и веса, предназначен скорее для домашнего использования. При условии правильной эксплуатации, ртутный тонометр имеет практически неограниченный срок службы. Пользоваться ртутным тонометром достаточно удобно. Сфигмоманометр-анероид компактней ртутного. В эксплуатации он также прост. Его преимуществом является удобство транспортировки и хранения. Механические тонометры бывают с фонендоскопом в комплекте и без него. Фонендоскоп является необходимым инструментом при проведении измерений давления, поэтому, если у Вас нет фонендоскопа, рекомендуется приобретение модели укомплектованной им. Обратите внимание на наличие металлического кольца на манжете. Его отсутствие сильно осложнит процесс самостоятельного надевания манжеты. Если прибор предназначается для самостоятельных измерений кольцо на манжете крайне желательно. Электронные тонометры делятся на автоматические тонометры и полуавтоматические. Автоматические приборы нагнетают воздух в манжету с помощью встроенной помпы. При пользовании полуавтоматом нужно создавать давление в манжете при помощи нагнетателя (груши), похожего на те, что есть у механических приборов. Автоматические электронные тонометры делятся на те, которыми проводят измерения на плече и те, которыми измеряют давление на запястье. Все полуавтоматы предназначены для измерения на плече. Запястные тонометры компактны, для их применения достаточно приподнять рукав, поэтому такими тонометрами удобно пользоваться вне дома. Между тем для пользования запястными тонометрами существуют ограничения! Они могут давать некорректные значения людям с нарушениями периферического кровообращения, атеросклерозом, другими сосудистыми заболеваниями. Тонометры с манжетой на плечо более универсальны. Электронные тонометры при правильном пользовании ими, в соответствии с прилагаемыми инструкциями, дают точные результаты, исключающие погрешности, которые могут возникнуть при измерении механическим прибором, такие как, неточная фиксация показаний на шкале или некорректное прослушивание тонов.

2.2 Методы и приборы измерения пульса

Артериальный пульс -- это ритмические толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с изменением их кровенаполнения. Существует несколько методов исследования пульса:

Пальпация.

Осмотр.

Сфигмоманометрия, в том числе аускультативным методом Короткова.

Сфигмография.

Пульсоксиметрия.

Пальпация. При большом разнообразии методов исследования сердечной деятельности пальпация отличается скоростью и простотой, так как не требуется длительной специальной подготовки перед процедурой. В человеческом теле есть несколько мест, в которых можно пропальпировать пульс. Во время процедуры пальпируются поверхностно лежащие артерии.

Верхняя конечность.

Подмышечный пульс: пальпируется в нижней части латеральной подмышечной стенки (подмышечная артерия). Плечевой пульс: определяется на плечевой артерии в пределах верхней конечности, рядом с локтем, чаще всего используется как альтернатива каротидному пульсу у младенцев. Лучевой пульс: пальпируется на латеральной стороне запястья (лучевая артерия). Локтевой пульс: определяется на медиальной части запястья (локтевая артерия). Методика пальпации лучевого пульса. Врач становится напротив пациента и прощупывает пульсацию лучевых артерий на правой и левой руке. Затем одновременно обхватывает тремя пальцами своей правой руки область пульсации на левой руке обследуемого, а левой рукой, соответственно, на правой. Полагаясь на своё чувство осязания, врач определяет наличие или отсутствие различий в наполнении и величине артериального пульса (pulsus differens), то есть определяет симметричность пульса. Затем врач нащупывает тремя пальцами область лучевой артерии на одной руке пациента и даёт остальные характеристики: частота, ритмичность, наполнение, напряжение, высота, форма. Существуют разные методики подсчета частоты пульса, но все же рекомендуется проводить полную процедуру подсчета в течение одной минуты, так как при аритмиях частота может резко меняться. Третий этап -- это определение наличия или отсутствия дефицита пульса. Данное исследование проводят одновременно два человека. Один методом пальпации определяет частоту пульса (ЧП), второй методом аускультации подсчитывает ЧСС. Затем сравнивают полученные цифры. В норме ЧП = ЧСС, но в ряде случаев, например, при аритмиях, они отличаются. В этом случае говорят о дефиците пульса.

Нижняя конечность.

Бедренный пульс: Определяется на внутренней стороне бедра, между лобковым симфизом и передневерхней остью подвздошной кости на бедренной артерии. Подколенный пульс: Исследование проводят на согнутой в коленном суставе ноге. Пациент должен держать ногу под углом примерно 124°. Область прощупывания пульса локализуется в верхней части подколенной ямки (подколенная артерия). Пульсация тыльной артерии стопы: пальпируется над сводом стопы, латерально от длинного разгибателя большого пальца. Пульсация задней большеберцовой артерии: определяется двумя сантиметрами ниже и кзади от задней лодыжки. Голова/шея. Каротидный пульс: Исследуется на сонной артерии, расположенной в области шеи. Артерия пальпируется перед передним краем грудинно-ключично-сосцевидной мышцы, ниже подъязычной кости и латерально от щитовидного хряща. При данном методе измерения следует мягко пальпировать артерию, при этом пациент должен сидеть или лежать. Стимуляция барорецепторов, расположенных в каротидном синусе, может спровоцировать брадикардию вплоть до остановки сердца у особо чувствительных пациентов. Также не следует пальпировать обе сонные артерии одновременно. Чрезмерное сдавление сонных артерий может привести к обмороку или ишемии мозга. Лицевой пульс: Определяется на лицевой артерии, пальпируется на нижнем крае нижней челюсти по линии угла рта. Височный пульс: Пальпируется указательным и средним пальцем на висках, чуть кпереди и выше от скуловой дуги (поверхностная височная артерия). Туловище. Верхушечный пульс. Определяется в 4-5 левом межреберье, снаружи от среднеключичной линии. В отличие от других методов определения пульса, при данном способе оценивается не пульсация артерий, а непосредственно сократительная деятельность сердца. Осмотр. В ряде случаев пульсация артерий бывает настолько выраженной, что её можно выявить при осмотре. Типичный пример -- пляска каротид, которая характеризуется выраженной пульсацией области сонной артерии на шее.

Сфигмография.

Сфигмография -- инструментальный метод исследования артериального пульса, при котором, с помощью сфигмографа, получают графическое отображение свойств пульса, называемое сфигмограммой.

Рис. 1. А--Б -- Анакрота, Б--В -- Катакрота, стрелкой указан Дикротический подъём

Элементы сфигмограммы.

Анакрота -- интервал подъёма пульсовой волны. Во время систолы левого желудочка сердца порция крови резко выбрасывается в аорту и расходится далее по артериям. На пике анакроты (на рисунке в точке Б) регистрируется систолическое артериальное давление. Катакрота -- интервал падения волны. Происходит во время оттока крови из артерий в капилляры. На самой нижней точке катакроты (точка А) регистрируется диастолическое артериальное давление. Дикротический подъём -- вторичный подъём на катакроте. Во время закрытия аортального клапана давление в артериях начинает резко падать, так как кровь кратковременно течёт в обратном направлении к сердцу, но после закрытия этого клапана, она вновь устремляется в аорту. После чего давление падает более медленно. Пульс характеризуется: частота, ритмичность, наполнение, напряжение, высота, форма (скорость).

2.3 Отбор валидных методик

Для определения давления будем пользоваться Осцилографическим методом, как более простым и удобным, а для определения пульса, пальпацией на лучевой артерии на латеральной стороне запястья.

3. Сбор и анализ полученных данных

Таблица 1

3.1 Анализ данных

Проведем анализ данных из таблицы №1. Запишем полученные результаты в таблицу №2 в которой будет содержаться общая оценка состояния испытуемого по показателям пульса и АД, а также место и дата проведения исследования.

Таблица 2

Проанализировав полученные данные можно прийти к выводу что, из всех испытуемых никто не имеет значительных отклонений от нормы по показаниям артериального давления, а по показаниям частоты сердечных сокращений у 40% испытуемых ЧСС в норме, у 30% брадикардия, у 30% тахикардия.

Эти данные свидетельствуют о том что общее состояние сердечно сосудистой системы испытуемых находится в пределах нормы.

Рекомендации:

- занятия спортом и физической подготовкой с уклоном в сторону выносливости.

- активный отдых.

- здоровый образ жизни и здоровое питание.

- регулярные кардиотренировки.

- контроль своего состояния здоровья.

Заключение

Гемодинамика является одной из наиболее важных показателей физической работоспособности человека. По показателям гемодинамических констант можно судить об интенсивности нагрузки.

Общее функциональное состояние ССС всех испытуемых находится на хорошем уровне развития, следовательно физическое состояние организма испытуемых хорошее, все испытуемые в момент выполнения работы были здоровы и не находились в состоянии утомления.

Практически у всех испытуемых наблюдался нормотонический тип реакции на предложенную нагрузку. Что говорит о хорошей переносимости данной нагрузки и хорошей работоспособности. Гипотонический тип реакции у одной из девушек обусловлен наследственными признаками.

Литература

1. Арабидзе Г.Г., Белоусов Ю.Б, Карпов К.А. Артериальная гипертония. Справочное руководство по диагностике и лечению. М. 1999.

2. Аронов Д.М., Лупанов В.П. Функциональные пробы в кардиологии. М. 2002.

3. Артериальное давление. Все, что нужно знать: Д.Дж. Биверз Москва 2006 История физикальных методов диагностики. // под ред. Бутова М.А. Рязань 2007.

4. Кобалава Ж.Д. Мониторирование артериального давления: методические аспекты или клиническое значение. М. 1999.

5. Кузовлев Ф.Н. Анализ состояний радиальных пульсов как метод диагностики, 2007.

6. Марини Дж.Дж. Медицина критических состояний. М. 2002.

7. Ольбинская Л.И., Мартынов А.И., Хапаев Б.А. Мониторирование артериального давления в кардиологии. М. 1998.

8. Сапин М.Р. Анатомия человека: В 2 т. Т. 1--2. М. 1997.

9. Синельников Р.Д., Синельников Я.Р. Атлас анатомии человека: В 2 т. Т. 1--4. М. 1989.

10. Солодков А.С. Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. М 2005

11. Федюкович Н.И. Анатомия и физиология человека: Учебное пособие. Изд. 2-е. -- Ростов на Дону 2003.

12. Физиология. Основы и функциональные системы. Курс лекций. // под ред. К.В. Судакова 2008.

13. Привес М.Г. Лысенков Н.К. Бушкович В.И. Анатомия человека М. 1985.

Размещено на Allbest.ru