Минутный объем сердца – это количество крови, выбрасываемое сердцем за одну минуту, и он является ключевым показателем сердечно-сосудистой системы. Он определяется произведением частоты сердечных сокращений и ударного объема, то есть количеством крови, выбрасываемой сердцем за один удар. Этот показатель позволяет оценить эффективность кровообращения и состояние сердечной деятельности.
Нормальные значения минутного объема варьируются от 4 до 8 литров в минуту у взрослых в состоянии покоя, но могут значительно изменяться в зависимости от физической нагрузки, состояния здоровья и других факторов. При различных заболеваниях, таких как сердечная недостаточность или аритмия, минутный объем может снижаться, что требует медицинского вмешательства для его коррекции.
Сердечный цикл
1. Миокард, который формирует сердечную мышцу, демонстрирует свойства, аналогичные скелетным мышцам, такие как возбудимость, проводимость и сократимость. К его физиологическим характеристикам относятся удлинённый рефрактерный период и автоматизм. 1) Возбудимость – это способность сердечной мышцы переходить в активное состояние, то есть возбуждаться.
Сердечная мышца обладает меньшей возбудимостью по сравнению со скелетной (для возникновения возбуждения в миокарде требуется более мощный раздражитель, чем для скелетной мышцы). 2) Проводимость определяет способность передавать возбуждение между различными участками мышечной ткани.
Темп передачи импульсов в волокнах сердечной мышцы в пять раз ниже, чем в волокнах скелетных мышц, и составляет 0,8-1 м/с для сердечной мышцы против 4,7-5 м/с для скелетной (по системе проведения в сердце – 2-4,2 м/с). 3) Сократимостью называется умение сердечной мышцы нарастать напряжение и сокращаться при возбуждении.
Для осуществления сокращения сердце получает энергию, которая освобождается при распаде АТФ и КФ. 4) Рефрактерный период — это период невосприимчивости мышцы сердца к действию других раздражителей Различают абсолютный и относительный рефракторный периоды. Во время абсолютного рефрактерного периода сердечная мышца не отвечает сокращением даже на сильный раздражитель.
В ходе относительного рефрактерного периода сердечная мышца постепенно восстанавливает свою исходную способность и может реагировать сокращением на импульсы, превышающие пороговое значение. Данный период наблюдается в течение диастолы предсердий и желудочков сердца.
Из-за выраженного рефракторного периода, который длится дольше, чем период систолы (0,1-0,3 с), сердечная мышца не может осуществлять длительное (тетаническое) сокращение и выполняет свои функции в режиме одиночного мышечного сокращения. 5) Автоматизм — это умение сердечной мышцы инициировать возбуждение и ритмичные сокращения без внешних стимулов.
Обеспечивается проводящей системой, состоящей из синусно-предсердного, предсердно-желудочкового узлов и предсердно-желудочкового пучка. Причинами автоматизма являются: а) продукты обмена (углекислый газ, молочная кислота), которые вызывают возбуждение клеток — пейсмекеров синусно-предсердного узла и других клеток проводящей системы сердца; б) нарастание диастолической деполяризации в волокнах водителя ритма.
2. У здорового человека в состоянии покоя нормальным считается диапазон частоты сердечных сокращений от 60 до 90 в минуту. Частота выше 90 ударов в минуту называется тахикардией, а ниже 60 — брадикардией. Сердечный цикл включает три фазы: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общую паузу (одновременное расслабление предсердий и желудочков). Сокращение предсердий менее интенсивное и более короткое, его продолжительность составляет 0,1-0,15 секунды. Сокращение желудочков, напротив, более сильное и длительное, занимает 0,3 секунды. Время диастолы предсердий составляет 0,7-0,75 секунды, а желудочков — 0,5-0,55 секунды. Общая пауза сердца длится 0,4 секунды. На протяжении этого промежутка сердце отдыхает. Полный сердечный цикл занимает 0,8-0,85 секунды.
Читайте также:
Желудочки функционируют приблизительно 8 часов каждый день. При увеличении частоты сердечных сокращений, например, во время физической активности, сокращение сердечного цикла происходит за счет уменьшения периода отдыха, то есть общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков практически не изменяется. Следовательно, если при частоте сердечного ритма 70 ударов в минуту общая пауза составляет 0,4 секунды, то при удвоении частоты ритма до 140 ударов в минуту общая пауза станет вдвое короче — 0,2 секунды. И наоборот, если частота ритма сердца составляет 35 ударов в минуту, общая пауза увеличится вдвое, составив 0,8 секунды.
Во время общей паузы мускулатура предсердий и желудочков расслабляется, створчатые клапаны открыты, а полулунные — закрыты. Давление в камерах сердца падает до нуля, вследствие чего кровь из полых и легочных вен, где давление равно 7 мм рт.ст., притекает в предсердия и желудочки самотеком, свободно (т.е. пассивно), заполняя примерно 70% их объема. Систола предсердий, во время которой давление в них повышается на 5-8 мм рт.ст., вызывает нагнетание в желудочки еще около 30%
3. К внешним проявлениям деятельности сердца относятся: верхушечный толчок, сердечные тоны и электрические явления в сердце.Показателями сердечной деятельности являются систолический и минутный объемы сердца.
Верхушечный толчок обусловлен тем, что сердце во время систолы
желудочков поворачивается слева направо и изменяет свою форму: из эллипсоидного оно становится круглым. Верхушка сердца поднимается и
оказывает давление на область грудной клетки в V межреберье слева.
Сердечные тоны — это звуковые явления, возникающие в работающем сердце.
Различают два тона сердца: I тон, или систолический, и II тон, или диастолический. I тон более низкий, глухой и продолжительный, II тон короткий и более высокий. В происхождении I тона принимают участие предсердно-желудочковые клапаны.В возникновении II тона принимают участие полулунные клапаны аорты и легочного ствола в момент их закрытия (захлопывания).
В покое при каждой систоле желудочки сердца выбрасывают в аорту и легочный ствол по 70-80 мл, т.е. примерно половину содержащейся в них крови. Это систолический, или ударный, объем сердца. Остающаяся в желудочках кровь называется резервным объемом. Имеется еще остаточный объем крови, который не выбрасывается даже при самом сильном сердечном сокращении.
При 70-75 сокращениях в минуту желудочки выбрасывают соответственно по 5-6 л крови. Это минутный объем сердца (если систолический объем равен 80 мл крови, а сердце сокращается 70 раз в минуту, то минутный объем будет 80 мл х 70 = 5600 мл (5,6 л).При тяжелой мышечной работе систолический (ударный) объем сердца возрастает до 180-200 мл, а минутный объем достигает 30-35 л/мин. С увеличением частоты сердечных сокращений до 200 и более в
Также советуем ознакомиться с:
минуту общая пауза становится настолько короткой, что сердце не успевает заполняться кровью.
5. Существует два закона сердечной деятельности:
1) Закон сердечного волокна, или закон О.Франка-Э.Старлинга: чем больше растянуто сердечное мышечное волокно, тем сильнее оно сокращается (чем больше в сердце скапливается крови во время диастолы, тем сильнее растягивается сердечная мышца и тем энергичнее она сокращается при следующей систоле).
2) Закон сердечного ритма, или рефлекс Ф.Бейнбриджа: при повышении кровяного давления в устьях полых вен происходит рефлекторное увеличение частоты и силы сердечных сокращений.
Закон О. Франка-Э. Старлинга и рефлекс Ф. Бейнбриджа действуют одновременно и являются частью механизмов саморегуляции, которые помогают сердечной деятельности адаптироваться к меняющимся условиям жизни.
На деятельность сердца оказывают влияние некоторые медиаторы, гормоны и электролиты (минеральные соли). Так, например, медиатор ацетилхолин, избыток ионов калия урежают и ослабляют работу сердца, вплоть до полной его остановки. Норадреналин, адреналин, избыток ионов кальция, наоборот, учащают и усиливают деятельность сердца, стимулируя обменные процессы в сердце и повышая расход энергии (норадреналин, адреналин). Адреналин одновременно вызывает расширение венечных сосудов испособствует улучшению питания миокарда.
Что это такое
Современная медицина достаточно подробно рассказывает, что такое сердечный цикл. Все начинается с систолической работы предсердий, на которую уходит 0,1 с. Кровь поступает к желудочкам, пока они находятся в стадии расслабления. Что касается створчатых клапанов, то они открываются, а полулунные, наоборот, закрываются.
Ситуация меняется, когда предсердия расслабляются. Сокращаться начинают желудочки, на это уходит 0,3 с.
Когда этот процесс только начинается, все створки сердца остаются в закрытом положении. Физиология сердца такова, что, пока мускулатура желудочков сокращается, создается давление, которое постепенно растет. Данный показатель повышается и там, где находятся предсердия.
Обратите внимание также на:
Если вспомнить законы физики, то станет понятно, почему кровь стремится перейти из полости, в которой высокое давление, в место, где оно меньше.
На пути встречаются створки, которые не пускают кровь к предсердиям, поэтому она наполняет полости аорты и артерии. Желудочки перестают сокращаться, наступает момент расслабления на 0,4 с. А пока кровь без проблем поступает в желудочки.
Основная функция сердечного цикла состоит в обеспечении постоянного функционирования главного органа человеческого тела на протяжении всей жизни.
Строгая последовательность фаз сердечного цикла укладывается в 0,8 с. Сердечная пауза занимает 0,4 с. Чтобы восстановить полностью работу сердца, такого интервала вполне достаточно.
Длительность сердечной работы
Согласно медицинским данным, частота сокращений сердца составляет от 60 до 80 за 1 минуту, если человек находится в спокойном состоянии — как физически, так и эмоционально. После активности человека удары сердца учащаются в зависимости от интенсивности нагрузки. По уровню артериального пульса можно определить, сколько происходит сердечных сокращений за 1 мин.
Стены артерий подвержены колебаниям из-за воздействия повышенного давления крови, возникающего в результате систолической активности сердца. Как упоминалось ранее, длительность сердечного цикла не превышает 0,8 секунды. Сжатие предсердия занимает 0,1 секунды, тогда как желудочков — 0,3 секунды, и оставшиеся 0,4 секунды отводятся на расслабление сердечной мышцы.
Таблица показывает точные данные цикла сердечных ударов.
| Фазы | Откуда и куда двигается кровь | Длительность фазы по времени |
| Систолическая работа предсердия | Предсердия — желудочки | 0,1 с |
| Систолия желудочков | Желудочки — артерия | 0,3 с |
| Диастолическая работа предсердий и желудочков | Вена — предсердия и желудочки | 0,4 с |
Фазы
Медициной описаны 3 главные фазы, из которых состоит цикл:
- На первой сокращаются предсердия.
- Систолия желудочков.
- Расслабление (пауза) предсердий и желудочков.
На каждом этапе происходят определенные действия, необходимые для правильной работы сердца:
- Первая фаза предусматривает полное расслабление желудочков. Что касается створчатых клапанов, то они открываются. Полулунные створки закрываются.
- Вторая фаза начинается с того, что предсердия расслабляются. Полулунные клапаны открываются, створчатые закрываются.
- Когда же наступает пауза, полулунные клапаны, наоборот, открываются, а створчатые находятся в открытом положении. Некоторая часть венозной крови наполняет область предсердий, а другая собирается в желудочке.
Большое значение имеет именно общая пауза перед тем, как начинается новый цикл сердечной деятельности, особенно когда сердце наполняется кровью из вен. В этот момент давление во всех камерах почти одинаковое за счет того, что атриовентрикулярные створки находятся в открытом состоянии.
Исследуйте также:
В области синоатриального узла наблюдается возбуждение, в результате чего предсердия сокращаются. Когда происходит сокращение, объем желудочков увеличен на 15%. После того как систола заканчивается, давление опускается.
Сердечные сокращения
Для взрослого человека частота сердечных сокращений не выходит за пределы 90 ударов в минуту. У детей сердцебиение чаще. Сердце грудного ребенка выдает 120 ударов в минуту, у детей до 13 лет этот показатель составляет 100. Это общие параметры. У всех значения немного разные — меньше или больше, на них влияют внешние факторы.
Самую важную роль в работе сердца играет его физиология, а точнее, связанные с ней изменения. Если, например, меняется состав крови, количество углекислого газа, происходит снижение уровня кислорода, то это приводит к сильнейшему толчку сердца. Усиливается процесс его стимуляции. Если изменения физиологии затронули сосуды, тогда сердечный ритм, наоборот, снижается.
Деятельность сердечной мышцы определяется различными факторами. То же касается и фаз сердечной деятельности. Среди таких факторов — центральная нервная система.
К примеру, высокая температура тела приводит к учащению сердечных сокращений, тогда как низкая температура замедляет их. Гормоны также оказывают влияние на работу сердца. Они поступают в сердце с кровью, увеличивая тем самым частоту его сокращений.
В области медицины сердечный цикл представляет собой весьма сложный процесс. На него влияют множество факторов, некоторые воздействуют напрямую, другие — опосредованно. В совокупности все эти факторы способствуют правильному функционированию сердца.
Структура сердечных сокращений не менее важна для человеческого организма. Она поддерживает его жизнедеятельность. Такой орган, как сердце, сложно устроен. Он имеет генератор электрических импульсов, определенную физиологию, контролирует частоту ударов. Именно поэтому он работает на протяжении всей жизни организма.
Оказать влияние на него могут только 3 основных фактора:
- жизнедеятельность человека;
- наследственная предрасположенность;
- экологическое состояние окружающей среды.
Под контролем сердца находятся многочисленные процессы организма, особенно это касается обменных. За считаные секунды он может показать нарушения, несоответствия установленной норме. Именно поэтому люди должны знать, что такое сердечный цикл, из каких фаз состоит он, какая у них продолжительность, а также физиология.
Можно определить возможные нарушения, оценивая работу сердца. И при первых же признаках сбоев обратиться к специалисту.
Фазы сердечных сокращений
Как было сказано ранее, продолжительность сердечного цикла равна 0,8 секунды. Фаза сокращения включает в себя две ключевые стадии сердечного цикла:
- Когда происходят асинхронные сокращения. Период сердечных ударов, который сопровождается систолической и диастолической работой желудочков. Что касается давления в желудочках, то оно остается практически прежним.
- Изометрические (изоволюмические) сокращения — вторая фаза, которая начинается через некоторое время после асинхронных сокращений. На данном этапе давление в желудочках достигает того параметра, при котором происходит закрытие атриовентрикулярных клапанов. Но этого недостаточно для того, чтобы открылись полулунные створки.
- Медленное изгнание. Период, когда параметры давления понижаются. После того как сокращения закончатся, давление быстро спадет.
После того как систолическая деятельность желудочков закончится, наступает период диастолической работы. Изометрическое расслабление. Оно длится, пока давление не повысится до оптимальных параметров в области предсердия.
В других камерах сердца давление продолжает падать. После диастолы наступает фаза медленного наполнения, длительность которой составляет 0,2 с. Во время этого процесса предсердия и желудочки непрерывно наполняются кровью. При анализе сердечной деятельности можно определить, сколько длится цикл.
На диастолическую и систолическую работу уходит практически одинаковое время. Поэтому половину своей жизни человеческое сердце трудится, а вторую половину отдыхает. Общее время длительности составляет 0,9 с, но из-за того, что процессы накладываются друг на друга, это время составляет 0,8 с.
2) Цикл работы сердца и фазы сердечного цикла
Функционирование сердца сопровождается изменениями давления в его полостях и в системе кровообращения, возникновением сердечных тонов, появлением пульса и многими другими процессами. Сердечный цикл представляет собой интервал времени, который включает одну систолу и одну диастолу. При числе сокращений сердца 75 в минуту общая длительность сердечного цикла составит 0,8 секунды, а при 60 сокращениях в минуту он займет 1 секунду. Если цикл длится 0,8 секунды, то из этого времени на систолу желудочков отводится 0,33 секунды, а на их диастолу – 0,47 секунды. Систола желудочков включает в себя несколько периодов и фаз:
1) период напряжения. Этот период состоит из фазы асинхронного сокращения желудочков. В эту фазу давление в желудочках еще близко к нулю и лишь в конце фазы начинается быстрое повышение давления в желудочках. Следующая фаза периода напряжения – это фаза изометрического сокращения, т.е. имеется в виду, что длина мышц остается неизменной (изо – равный).
Эта фаза начинается с захлопывания створок атриовентрикулярных клапанов. В это время возникает 1-й (систолический) тон сердца. Давление в желудочках быстро нарастает: до 70-80 в левом и до 15-20 мм рт.ст. в правом. В эту фазу створчатые и полулунные клапаны еще закрыты и объем крови в желудочках остается постоянным.
2) период изгнания. Период изгнания состоит из фазы быстрого изгнания и фазы медленного изгнания. В этот период давление в левом желудочке нарастает до 120-130 мм рт.ст., в правом – до 25 мм рт.ст. В этот период полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается в аорту и в легочную артерию.
Ударный объем крови, т.е. объем выбрасываемый за одну систолу составляет около 70 мл, а конечно- диастолический объем крови равно примерно 120-130 мл. В желудочках после систолы остается около 60-70 мл крови. Это так называемый конечно-систолический, или резервный, объем крови. Отношение ударного объема к конечно-диастолическому объему называется фракцией выброса.
В нормальных условиях этот показатель колеблется в пределах 55-65%. Снижение фракции выброса является значимым индикатором уменьшения сократительной активности левого желудочка.
Диастола желудочков имеет следующие периоды и фазы: 1) протодиастолический период, 2) период изометрического расслабления и 3) период наполнения, который в свою очередь делится на, а) фазу быстрого наполнения и б) фазу медленного наполнения. Протодиастолический период занимает время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов.
После закрытия этих клапанов давление в желудочках падает, но створчатые клапаны в это время еще закрыты, т.е. полости желудочков не имеют сообщения ни с предсердиями, ни с аортой и легочной артерией. В это время объем крови в желудочках не изменяется и поэтому этот период называется периодом изометрического расслабления.
В период быстрого наполнения атриовентрикулярные клапаны открыты и кровь из предсердий быстро поступает в желудочки (принято считать, что кровь в этот момент поступает в желудочки самотеком.). Основной объем крови из предсердий в желудочки поступает именно в фазу быстрого наполнения и лишь около 8 % крови поступает в желудочки в фазу медленного наполнения. Систола предсердий возникает в конце фазы медленного наполнения и за счет систолы предсердий как бы выжимается из предсердий остаток крови. Этот период называется пресистолическим (имеется в виду пресистола желудочков), а затем начинается новый цикл работы сердца.
Таким образом, цикл работы сердца состоит из систолы и диастолы. Систола желудочков состоит из: 1) периода напряжения, который делится на фазу асинхронного сокращения и фазу изометрического (изоволюметрического) сокращения, 2) периода изгнания, который делится на фазу быстрого изгнания и фазу медленного изгнания. До начала диастолы имеется протодиастолический период.
Диастола желудочков включает в себя: 1) фазу изометрического (изоволюметрического) расслабления, 2) фазу наполнения кровью, разделенную на быструю и медленную, 3) период пресистолы.
Фазовый анализ сердца проводится методом поликардиографии. Этот метод основан на синхронной регистрации ЭКГ, ФКГ (фонокардиограммы) и сфигмограммы (СГ) сонной артерии. По зубцам R–R определяют продолжительность цикла. По интервалу от начала зубца Q на ЭКГ до начала 2 тона на ФКГ определяют продолжительность систолы, по интервалу от начала анакроты до инцизуры на СГ определяют продолжительность периода изгнания, по разности между продолжительностью систолы и периода изгнания – период напряжения, по интервалу между началом зубца Q ЭКГ и началом 1 тона ФКГ – период асинхронного сокращения, по разнице между продолжительностью периода напряжения и фазы асинхронного сокращения – фазу изометрического сокращения.
Работа сердца
Деятельность сердца заключается в непрерывном чередовании сокращения (систолическая функция) и расслабления (диастолическая функция). Смена систолы и диастолы называется сердечный цикл.
У человека в состоянии покоя частота сокращений, в среднем составляет 70 циклов в минуту и имеет продолжительность 0,8 секунд. Перед сокращением, миокард находится в расслабленном состоянии, а камеры наполнены кровью, которая поступила из вен. В это же время все клапаны открыты и давление в желудочках и предсердиях равноценно. Возбуждение миокарда начинается в предсердии. Давление повышается и из-за разницы происходит выталкивание крови.
Таким образом, сердце выполняет насосную функцию, где предсердия, это ёмкость для принятия крови, а желудочки «указывают» направление.
Следует подчеркнуть, что функционирование сердца обеспечивается электрическими импульсами, которые вызывают сокращение мышечной ткани. Таким образом, этот орган имеет свои особенности физиологии и способен самостоятельно накапливать электрическую активность. Теперь вы осведомлены о механизме работы сердца.
Цикл сердечной работы
Процессы, происходящие в момент сердечного цикла, включают в себя электрические, механические и биохимические. Влиять на сердечный цикл могут как внешние факторы (спорт, стресс, эмоции и т.д.), так и физиологические особенности организма, которые подвержены изменениям.
Сердечный цикл состоит из трех фаз:
- Систола предсердий имеет продолжительность в 0,1 секунду. В этот период давление в предсердиях нарастает, в отличие от состояния желудочков, которые в этот момент расслаблены. За счет разницы в давлении, кровь из желудочков выталкивается.
- Вторая фаза заключается в расслаблении предсердий и длится 0,7 секунд. Желудочки возбуждаются, и длится это 0,3 секунды. И в этот момент давление увеличивается, а кровь уходит в аорту и артерию. Затем желудочек опять расслабляется на 0,5 секунд.
- Фаза номер три, это временной отрезок в 0,4 секунды, когда предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя. Это время называется общая пауза.
На рисунке наглядно показаны три фазы сердечного цикла:
На данный момент, есть мнение в мире медицины, что систолическое состояние желудочков способствует не только выбросу крови. В момент возбуждения, у желудочков происходит небольшое смешение к верхней области сердца. Это приводит к тому, что кровь как бы засасывается из основных вен в предсердия. Предсердия в этот момент находятся в диастолическом состоянии, а за счет поступающей крови они растягиваются. Данный эффект ярко выражен у правого желудка.
Сердечные сокращения
У взрослых частота сердечных сокращений варьируется от 60 до 90 ударов в минуту. У детей этот показатель несколько выше. К примеру, у новорожденных сердце бьется почти в три раза чаще — 120 раз в минуту, а у детей в возрасте до 12-13 лет частота сердцебиения составляет около 100 ударов в минуту. Конечно, это усредненные значения, так как ритм может изменяться под воздействием различных внешних факторов, становясь как выше, так и ниже.
Главный орган окутан нервными нитями, которые регулируют все три фазы цикла. Сильные эмоциональные переживания, физические нагрузки и многое другое увеличивают импульсы в мышце, которые идут из головного мозга. Несомненно, важную роль в деятельности сердца играет физиология, а вернее, её изменения. К примеру, увеличение углекислоты в составе крови и снижение кислорода дает мощный толчок сердцу и улучшает его стимуляцию. В том случае, если изменения в физиологии затронули сосуды, то это приводит к обратному эффекту и ритм сердца снижается.
Как упоминалось ранее, на функционирование сердечной мышцы, а следовательно, и на три фазы циклического процесса воздействуют различные факторы, не связанные с участием центральной нервной системы.
К примеру, высокая температура тела ускоряет ритм, а низка – замедляет. Гормоны, к примеру, также оказывают прямое воздействие, т.к. поступают вместе с кровью к органу и увеличивая ритм сокращений.
Сердечный цикл, это один из самых сложных процессов, протекающих в организме человека, т.к. в нём участвуют множество факторов. Одни из них напрямую оказывают влияние, другие затрагивают косвенно. Но совокупность всех процессов позволяет сердцу осуществлять свою работу.
Структура сердечного цикла, это важнейший процесс, который поддерживает жизнедеятельность организма. Сложно устроенный орган со своим генератором электрических импульсов, физиологией и контролем частоты сокращений – работает всю жизнь. На возникновение заболеваний органа и его утомляемость влияют три основных фактора – образ жизни, генетическая особенность и экологическая обстановка.
Сердце, являясь важнейшим органом после мозга, играет ключевую роль в системе кровообращения и, таким образом, оказывает влияние на все обменные процессы в организме. Оно мгновенно реагирует на любые отклонения от нормального функционирования. Именно поэтому каждому человеку стоит ознакомиться с основами его работы (три фазы функционирования) и физиологией. Это знание поможет выявить нарушения в работе этого жизненно важного органа.
Социально-биологические основы физической культуры
Важным показателем работы сердца является количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сокращении. Этот показатель называется систолическим объемом крови (систола — сокращение). Систолический объем (мл) в покое равен: у нетренированных — 60, у тренированных — 80; при интенсивной мышечной работе: у нетренированных — 100-130, у тренированных людей — 180-200. Вторым важным показателем является минутный объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение минуты. В состоянии покоя минутный объем крови составляет в среднем 4-6 л. При интенсивной мышечной деятельности он повышается у нетренированных до 18-20 л, у тренированных людей — 30-40 л.
| Лёжа | Нетренированный | 4 | 60 | 67 |
| Тренированный | 4 | 80 | 50 | |
| Быстрая ходьба | Нетренированный | 9 | 100 | 90 |
| Тренированный | 9 | 130 | 70 | |
| Быстрый бег | Нетренированный | 30 | 100 | 200 |
| Тренированный | 30 | 180 | 170 |
В положении лежа и при быстрой ходьбе сердце нетренированного человека для того, чтобы обеспечить необходимый минутный объем крови, вынуждено сокращаться с большей частотой, так как систолический объем у него меньше.
При быстром беге сердце нетренированного человека, имея недостаточный систолический объем крови, даже при ЧСС 200 ударов в минуту (предельная возможность) не может обеспечить минутный объем в 30 л крови, который необходим человеку при быстром беге. Поэтому нетренированный человек через несколько минут, а иногда и секунд после начала интенсивного бега, чувствует большое утомление и прекращает бег. Если же человек находится в условиях, когда прекратить бег невозможно и продолжает его, — наступает обморочное состояние.
Сердце тренированного человека может показывать удивительную работоспособность. При интенсивной физической работе систолический объем двух желудочков равен 400 мл (200+200), при ЧСС 200 ударов в минуту минутный объем крови может возрастать до 80 л.
Как долго сердце сможет справляться с такой нагрузкой? Например, во время марафонского забега (42 км 195 м) сердце подготовленного атлета, марафонца, бьется со скоростью 170-190 ударов в минуту, что приводит к 20 тысячам сокращений.
При обследовании лыжников-гонщиков, участников соревнований на дистанции 100 км было обнаружено, что за время прохождения дистанции (8 ч 22 мин) сердце спортсмена перекачало 35 т крови — целую железнодорожную цистерну!
И сердце при правильной тренировке от такой работы не изнашивается, а, наоборот, укрепляется. Здесь действует закон живых тканей: чем больше берешь (в разумных пределах), тем больше остается. Этому закону есть физиологическое обоснование. Секрет высокой работоспособности сердца тренированного человека — в сохранении строгого ритма работы и в том, что мышца тренированного сердца более густо пронизана кровеносными сосудами. Следовательно, в сердце лучше осуществляется питание мышечной ткани и ее работоспособность успевает восстанавливаться во время кратчайших пауз сократительного цикла .
ЧСС, или артериальный пульс, является весьма информативным показателем работоспособности сердечнососудистой системы и всего организма.
В процессе спортивной тренировки частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.
Снижение частоты пульса, если это не связано с болезнью, увеличивает общее время отдыха сердца, когда сердечная мышца расслабляется.
| нетренированных | 70-80; |
| тренированных | 50-60. |
| нетренированных | 75-85; |
| тренированных | 60-70. |
Кровяное давление — давление крови внутри кровеносных сосудов на их стенки. Измеряют кровяное давление в плечевой артерии, поэтому его называют артериальным давлением (АД), которое является Весьма информативным показателем состояния сердечнососудистой системы и всего организма.
Различают максимальное (систолическое) артериальное давление (АД), которое создается при систоле (сокращении) левого желудочка сердца, и минимальное (диастолическое) АД, которое отмечается в момент его диастолы (расслабления).
Пульсовое давление (пульсовая амплитуда) — разница между максимальным и минимальным АД. Давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).
В норме для студенческого возраста в покое максимальное АД находится в пределах 100-130; минимальное — 65-85, пульсовое давление — 40-45 мм рт. ст.
Устойчивый рост максимального артериального давления в состоянии покоя до 140-150 мм рт. ст. и выше указывает на наличие гипертонической болезни, которая зачастую развивается из-за утраты эластичности сосудистых стенок. Данные о колебаниях АД приведены в таблице.
Пульсовое давление при физической работе увеличивается, его уменьшение является неблагоприятным показателем (наблюдается у нетренированных людей). Снижение давления может быть следствием ослабления деятельности сердца или чрезмерного сужения периферических кровеносных сосудов.
Полный кругооборот крови по сосудистой системе в покое осуществления за 21-22 секунд, при физической работе — за 5 секунд и меньше.
При физической работе в результате увеличения скорости движения крови по сосудистой системе значительно повышается снабжение тканей тела питательными веществами и кислородом.
Особенно полезны циклические физические упражнения в условиях гигиенически чистого открытого воздуха, например, в лесопарке.
После того как кровь проходит через капилляры, она поступает в вены и направляется обратно к сердцу. Течение крови по венам затруднено по нескольким причинам: во-первых, из-за их удаленности от сердца и уменьшения давления в них до 15-5 мм рт. ст., во-вторых, в большинстве случаев кровь в венах движется вверх, преодолевая силу тяжести.
В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови только по направлению к сердцу.
При длительном неподвижном положении тела венозная кровь, бедная питательными веществами и кислородом и насыщенная продуктами распада клеток, под влиянием силы тяжести может скапливаться (застаиваться) в различных органах и частях тела.
Стенки венозных сосудов тонкие, и скапливание излишнего объема крови в них может привести к деформации и расширению вен.
Застойные явления венозной крови вредно отражаются на функциях соответствующих органов в целом.
Во время динамической циклической работы мышц для движения крови по венам важен дыхательный насос. Его механизм основан на том, что при вдохе давление внутри груди уменьшается и может даже стать отрицательным. Таким образом, при увеличении частоты дыхания во время активных, преимущественно циклических упражнений, усиливается притяжение грудной клетки, что помогает направить кровь по венозным сосудам к сердцу.
При статических усилиях, сопровождающихся натуживанием, давление внутри грудной клетки, наоборот, повышается, что затрудняет кровообращение и снижает приток крови к сердцу по венам. В результате уменьшения объема крови, выбрасываемой в сосудистое русло, снижается АД, ухудшается кровоснабжение всех органов. Длительное или сильное натуживание резко ухудшает кровоснабжение головного мозга, что может привести к обморочному состоянию.
Поэтому при выполнении силовых статических упражнений надо стремиться не задерживать дыхание, а при занятиях с тяжестями (штанга, гири) и поднимании значительного веса необходимо осуществлять страховку.
При длительном, рационально построенном тренировочном процессе организм квалифицированных спортсменов адаптируется к статическим усилиям с задержкой дыхания, например, в тяжелой атлетике, и отрицательных последствий у спортсменов не наблюдается.
Мышечным насосом называют механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием ритмических сокращений и расслаблений скелетных мышц.
Когда сегмент вены, находящийся между двумя клапанами, заполняется кровью, сокращение мышц, расположенных рядом, приводит к их утолщению и сжатию вены, что способствует продвижению порции крови вверх к сердцу. В этом случае закрывшийся клапан не позволяет крови течь обратно, вниз от сердца. После расслабления мышц данное пространство вены вновь расправляется, позволяя через открывшийся клапан в него поступить новой порции крови. При этом участок вены, расположенный выше, закрывается клапаном, что предотвращает движение крови в обратном направлении, и новая порция крови продолжает поступать к сердцу. Таким образом, благодаря циклическим сокращениям и расслаблениям скелетные мышцы помогают сердцу поддерживать циркуляцию крови в сосудистой системе.
Чем чаще сокращаются и расслабляются мышцы, чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает в таких упражнениях, как плавание, бег на лыжах и т.д.
Роль мышечного насоса ярко проявляется в явлении, которое называется гравитационным шоком.
Если спортсмен, например, после финиша бега, сразу остановится, то кровь под действием силы тяжести задержится в крупных венозных сосудах мышц ног, в которых прекратится действие мышечного насоса, и венозные сосуды будут широко раскрыты. Следовательно, сердце будет получать, и направлять в сосудистое русло недостаточное количество крови. Давление крови и кровоснабжение головного мозга резко понижаются, человек бледнеет, появляется головокружение, и может наступить обморочное состояние.
Чтобы избежать наступления гравитационного шока, необходимо соблюдать следующее правило: после интенсивного бега или других циклических упражнений на соревнованиях или тренировочных занятиях переходить в состояние покоя, т.е. останавливаться, следует постепенно. Сначала необходимо, снижая скорость бега, пробежать 50-100 м, а затем в течение 3-5 мин передвигаться шагом, постепенно замедляя ходьбу.
Системы кровообращения и дыхания работают вместе, осуществляя одну из ключевых задач — обмен кислорода и углекислого газа между тканями организма и воздухом окружающей среды.
Дыхательная система обеспечивает насыщение крови кислородом и выведение из нее углекислого газа. Кровеносная система обеспечивает контакт обогащенной кислородом крови с тканями тела. Кислород поступает в ткани, а в кровь из тканей переходит в углекислый газ — один из продуктов распада в процессе жизнедеятельности клеток. В легких кровь освобождается от углекислого газа и вновь насыщается кислородом.
Следовательно, эти системы являются звеньями одной цепи. Их деятельность строго координирована. Если, например, при физической работе повышается частота дыхания, то, соответственно, возрастает ЧСС. Таким же образом синхронно изменяются и другие показатели работоспособности сердечнососудистой и дыхательной систем.
Минутный объем кровотока
В клинической литературе чаще используют понятие «минутный объем кровообращения» (МОК).
Минутный объем кровообращения характеризует общее количество крови, перекачиваемое правым и левым отделом сердца в течение одной минуты в сердечно-сосудистой системе. Размерность минутного объема кровообращения — л/мин или мл/мин. Чтобы нивелировать влияние индивидуальных антропометрических различий на величину МОК, его выражают в виде сердечного индекса. Сердечный индекс — это величина минутного объема кровообращения, деленная на площадь поверхности тела в м . Размерность сердечного индекса — л/(мин • м2).
В механизме транспортировки кислорода крайне важным элементом является сердечно-сосудистая система, так как она считается ограничивающим фактором. Соотношение максимального уровня максимального объема кислорода (МОК), достигаемого при интенсивной физической активности, и его параметров в состоянии покоя позволяет оценить функциональные возможности сердечно-сосудистой системы. Это также демонстрирует функциональный резерв сердца в его гемодинамической деятельности. У здоровых людей гемодинамический функциональный резерв сердца составляет 300—400 %. Это свидетельствует о том, что МОК в состоянии покоя может возрастать в 3—4 раза. У физически подготовленных индивидуумов этот резерв оказывается еще выше — достигая 500—700 %.
Для условий физического покоя и горизонтального положения тела испытуемого нормальные величины минутного объема кровообращения ( МОК ) соответствуют диапазону 4—6 л/ мин (чаще приводятся величины 5—5,5 л/мин). Средние величины сердечного индекса колеблются от 2 до 4 л/(мин • м2) — чаще приводятся величины порядка 3—3,5 л/(мин • м2).
Рис. 9.4. Фракции диастолической емкости левого желудочка.
Поскольку объем крови у человека составляет только 5—6 л, полный кругооборот всего объема крови происходит примерно за 1 мин. В период тяжелой работы МОК у здорового человека может увеличиваться до 25— 30 л/мин, а у спортсменов — до 30—40 л/мин.
Факторами, определяющими величину величины минутного объема кровообращения ( МОК ), являются систолический объем крови, частота сердечных сокращений и венозный возврат крови к сердцу.
Систолический объем крови представляет собой количество крови, выбрасываемое каждым из желудочков в главный сосуд (аорту или легочную артерию) за одно сокращение сердца. Этот объем также называют ударным объемом крови.
В покое объем крови, выбрасываемый из желудочка, составляет в норме от трети до половины общего количества крови, содержащейся в этой камере сердца к концу диастолы. Оставшийся в сердце после систолы резервный объем крови является своеобразным депо, обеспечивающим увеличение сердечного выброса при ситуациях, в которых требуется быстрая интенсификация гемодинамики (например, при физической нагрузке, эмоциональном стрессе и др.).
Таблица 9.3. Некоторые параметры системной гемодинамики и насосной функции сердца у человека (в условиях основного обмена)
Читайте также:
Величина систолического (ударного) объема крови во многом предопределена конечным диастолическим объемом желудочков. В условиях покоя диастолическая емкость желудочков сердца подразделяется на три фракции: ударного объема, базального резервного объема и остаточного объема. Все эти три фракции суммарно составляют конечно-диастолический объем крови, содержащийся в желудочках (рис. 9.4).
После того как систолический объем крови выбрасывается в аорту, объем крови, остающийся в желудочке, называется конечным систолическим объемом. Этот объем делится на базальный резервный объем и остаточный объем. Базальный резервный объем представляет собой количество крови, которое можно дополнительно выбросить из желудочка при усилении сердечных сокращений, например, в условиях физической активности. Остаточный объем — это та часть крови, которая не может быть выгнана из желудочка даже при самом сильном сокращении сердца (см. рис. 9.4).
Величина резервного объема крови является одной из главных детерминант функционального резерва сердца по его специфической функции — перемещению крови в системе. При увеличении резервного объема, соответственно, увеличивается максимальный систолический объем, который может быть выброшен из сердца в условиях его интенсивной деятельности.
Регуляторные влияния на сердце реализуются в изменении систолического объема путем воздействия на сократительную силу миокарда. При уменьшении мощности сердечного сокращения систолический объем снижается.
У человека при горизонтальном положении тела в условиях покоя систолический объем составляет от 60 до 90 мл (табл. 9.3).
Систолический и минутный объем кровотока
Основной физиологической функцией сердца является нагнетание крови в сосудистую систему.
Объем крови, выбрасываемой сердечным желудочком за минуту, представляет собой один из ключевых параметров, определяющих функциональную активность сердца, и называется минутным объемом кровообращения или минутным объемом сердца. Этот показатель одинаков для правого и левого желудочков. В состоянии покоя минутный объем в среднем составляет 4,5—5,0 литра. Разделив минутный объем на количество сердечных сокращений в минуту, можно определить систолический объем кровотока. При частоте сердечных сокращений 70—75 в минуту систолический объем составляет 65—70 мл крови. Измерение минутного объема кровотока у людей широко используется в клинической практике.
количество крови и составляет минутный объем кровотока, который в данном случае равен 5000 мл.
При использовании метода Фика необходимо брать венозную кровь из правой половины сердца. В последние годы венозную кровь у человека берут из правой половины сердца при помощи зонда, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Этот метод взятия крови не имеет широкого применения.
Читайте также:
Для определения минутного, а следовательно, и систолического объема разработан ряд других методов. В настоящее время широко применяют некоторые краски и радиоактивные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правое сердце, малый круг кровообращения, левое сердце и поступает в артерии большого круга, где и определяют его концентрацию.
Сначала происходит волнообразное увеличение, за которым следует снижение. Через некоторое время, когда порция крови с максимальным содержанием вещества снова проходит через левое сердце, его концентрация в артериальной крови слегка возрастает (это явление называется волна рециркуляции). Отмечают промежуток времени от момента введения вещества до начала рециркуляции и строят кривую разведения, показывающую изменения концентрации (нарастание и уменьшение) исследуемого вещества в крови. Зная объем вещества, введённого в кровоток и находящегося в артериальной крови, а Время, необходимое для полного прохождения введённого вещества через кровеносную систему, можно вычислить минутный объем (МО) кровотока в литрах в минуту по следующей формуле:
где I — количество введенного вещества в миллиграммах; С — средняя концентрация его в миллиграммах на 1 л, вычисленная по кривой разведения; Т — длительность первой волны циркуляции в секундах.
В настоящее время предложен метод интегральной реографии. Реография (импендансография) — это метод регистрации электрического сопротивления тканей человеческого тела электрическому току, пропускаемому через тело. Чтобы не вызвать повреждения тканей, используют токи сверхвысокой частоты и очень небольшой силы.
Сопротивление крови значительно меньше, чем сопротивление тканей, поэтому увеличение кровенаполнения тканей значительно снижает их электрическое сопротивление. Если регистрировать суммарное электрическое сопротивление грудной клетки в нескольких направлениях, то периодические резкие уменьшения его возникают в момент выброса сердцем в аорту и легочную артерию систолического объема крови. При этом величина уменьшения сопротивления пропорциональна величине систолического выброса.
Помня об этом и используя формулы, учитывающие размеры тела, особенности конституции и т. д., можно по реографическим кривым определить величину систолического объема крови, а умножив ее на число сердечных сокращений,— получить величину минутного объема сердца.
Не смогли найти нужное? Попробуйте воспользоваться функцией поиска:
Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8753 – | 8286 – или читать все.
Систолический и минутный объем кровотока как основные параметры интенсивности сердечной деятельности
Ключевыми параметрами, отражающими, с одной стороны, интенсивность сердечной деятельности, а с другой – функциональный резерв сердечно сосудистой системы, являются систолический и минутный объем кровотока.
Систолический (ударный) объем (выброс) – это количество крови, выбрасываемое одним из желудочков (левым или правым) за одну систолу. В норме его величина является одинаковой для правого и левого желудочков и составляет 60-75мл.
Большая же толщина стенки левого желудочка, по сравнению с таковой правого, связана с тем, что левый желудочек за каждую систолу изгоняет тот же объем крови, что и правый, но против большего сопротивления выбросу (давление в аорте в момент диастолы составляет 70-80мм.рт.ст., а в легочном стволе – всего 10-15мм.рт.ст.). Как правило, за каждую систолу желудочки изгоняют от 1/3 до 1/2 всего имеющегося в них объема крови (т.е. того объема, который притекает к желудочкам в момент диастолы – конечно-диастолического объема).
Объем крови, который остается в желудочках после их сокращения, называется остаточным (резервным или резидуальным) объемом. Этот остаточный объем позволяет увеличить систолический выброс при необходимости, например, во время интенсивной физической активности или эмоциональных состояний, когда усиливаются инотропные воздействия на сердечную мышцу. Таким образом, величина остаточного объема крови, во многом зависящая от диастолического объема желудочков, косвенно указывает на функциональный резерв сердца, который определяется уровнем максимального возможного увеличения его насосной функции. То есть, чем выше наконец-диастолический объем желудочков, тем больше крови они могут выбрасывать в артериальную систему при необходимости, что говорит о высоком функциональном резерве сердца. Вторым фактором, влияющим на функциональный резерв сердца, является максимально возможноя сила сердечных сокращений.
Таким образом, величина систолического выброса определяется следующими параметрами:
Читайте также:
Ø конечно-диастолическим объемом желудочков сердца, зависящим, в свою очередь, от венозного возврата крови к сердцу в момент диастолы и максимально возможного диастолического размера камер сердца
Ø силы сокращения желудочков.
Функциональный резерв сердца у различных людей может существенно различаться. У большинства спортсменов обычно наблюдается физиологическое расширение полостей сердца и некая гипертрофия миокарда желудочков, что приводит к увеличению как максимального конечно-диастолического размера желудочков (а следовательно, и конечно-диастолического объема крови), так и силы сердечных сокращений по сравнению с нетренированными людьми. У пациентов с сердечной недостаточностью также отмечается определенная дилятация полостей сердца, но при этом сила сердечных сокращений ниже, чем у здоровых людей, что приводит к тому, что систолический выброс в состоянии покоя и при физической нагрузке оказывается ниже значений, зарегистрированных у здоровых особей.
Минутный объем сердца (или минутный объем кровотока) – это количество крови, выбрасываемое каким-то из желудочков сердца за одну минуту; соответственно это же количество крови проходит через суммарное поперечное сечение любого участка большого или малого круга кровообращения за одну минуту. Минутный объем кровотока определяется как произведение систолического выброса на частоту сердечных сокращений (т.е. МО = СО·ЧСС). В норме в покое его величина у взрослого человека составляет от 4 до 5 л/мин. Таким образом, минутный объем кровотока зависит от:
Ø величины систолического выброса, находящейся в зависимости от:
ü венозного возврата крови к сердцу,
ü конечно-диастолического размера желудочков
Уменьшение их мощностей
Ø частоты сердечных сокращений.
Читайте также:
Именно величина минутного объема кровотока является фактором, лимитирующим уровень кровоснабжения всех органов организма, в том числе и самого сердца. Следовательно, минутный объем кровотока является интегральным показателем, зависящим, с одной стороны, от интенсивности работы сердца (частоты и силы сердечных сокращений), а с другой – от потребности периферических тканей в уровне кровоснабжения.
Максимально возможноя степень увеличения минутного объема в случае необходимости характеризует функциональный резерв аппарата кровообращения. Увеличение минутного объема кровотока может достигаться, как минимум, двумя путями: за счет роста частоты сердечных сокращений и величины систолического выброса.
У здоровых людей в случае потребности (например, при физической активности или эмоциональных изменениях) частота сердечных сокращений может увеличиваться в 2-3 раза, систолический выброс – в 1,5-2 раза, а общий объем кровотока – в 5-6 раз. Однако чрезмерное повышение частоты сердечных сокращений (выше 180 уд/мин) становится неэффективным для увеличения общего объема кровотока, поскольку это приводит к значительному сокращению диастолы и, следовательно, нарушает нормальное заполнение сердца кровью, что отрицательно сказывается на последующей систоле. Также стоит отметить, что для адекватного кровоснабжения органов, работающих с разной интенсивностью в различных физиологических состояниях, важен не только рост общего объема кровотока, но и перераспределение крови между органами. В частности, артериолы активно работающих органов расширяются, в то время как у органов, находящихся в состоянии относительного покоя, происходит сужение (механизм перераспределения). Это приводит к тому, что на фоне общего увеличения минутного объема крови существенно усиливается доставка крови к наиболее активно функционирующим органам, что приводит к повышению их регионарного кровотока.
Минутный и систолический объемы кровотока
Объем крови, выбрасываемый из правого или левого желудочка во время их систолы за 1 мин, называется минутным объемом кровотока. Минутный объем правого и левого желудочков примерно одинаков. Если их объемы будут отличаться, то произойдет резкое нарушение гемодинамики — застой крови в одних тканях и органах организма и недостаток — в других.
Минутный объем кровотока определяют косвенно, по объему кислорода, вдыхаемого за 1 мин, и по разнице содержания кислорода в артериальной и венозной крови (метод Фика). Например, за 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода, а в артериальной крови кислорода на 8 об.% больше, чем в венозной крови. Следовательно, каждые 100 мл крови поглощали в легких 8 мл кислорода. Чтобы поглотить весь объем кислорода, который поступил в легкие в течение 1 мин (400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло 100 • 400 : 8 = 5000 мл, или 5 л крови. Это количество крови и составляет в данном примере минутный объем кровотока.
Разделив минутный объем кровотока на число сокращений сердца за это время, получим систолический объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое правым или левым желудочком за одно сокращение сердца. Минутный и систолический объемы крови являются хорошим показателем работы сердца (табл. 6.2.).
6.2. Систолический и минутный объемы крови у животных
Объем систолы, мл
Минутный объем, л
20. 30 (в покое) 120. 160 (при нагрузке)
Крупный рогатый скот
Мелкий рогатый скот
Во время физической активности происходят изменения как в систолическом, так и в минутном объемах циркулирующей крови. К примеру, у лошади объем крови, перекачиваемой за минуту, может увеличиться в 60-80 раз во время бега. У лошадей, прошедших тренировки, это повышение объема кровотока достигается за счет увеличения систолического выброса и умеренного учащения сердечных ритмов.
У нетренированных лошадей или ослабленных предшествующим заболеванием сердце не способно увеличить значительно систолический объем, и возрастание минутного объема достигается в основном за счет учащения его работы. Это крайне невыгодный режим адаптации сердца к нагрузке, так как увеличение частоты сокращений ведет к укорочению сердечного цикла, особенно диастолы. Это приводит к недостаточному наполнению полостей сердца кровью, уменьшению силы сокращений и затрудняет восстановительные биохимические процессы в сердечной мышце.
Электрокардиография. Электрокардиография (ЭКГ) — это метод регистрации электрических потенциалов, возникающих при работе сердца. Запись биотоков сердца называется электрокардиограммой.
В норме возбуждение охватывает все отделы сердца последовательно, поэтому на его поверхности возникает разность потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками, достигающая 100. 120 мВ (милливольт). Благодаря электропроводности тканей организма силовые линии тока достигают поверхности тела, где разность потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками сердца всего 1. 3 мВ, что можно измерить, приложив к соответствующим участкам кожи электроды.
Сердце находится в грудной клетке хотя и посередине, но верхушка его направлена влево. Из-за такого несимметричного расположения электрическая ось сердца сдвинута и проходит примерно от правого предсердия к левому желудочку, поэтому электроды накладывают на точки, несимметричные относительно сердца.
В ветеринарной практике используются разнообразные методы установки электродов, или отведений. Обычный метод регистрации биопотенциалов заключается в размещении электродов на конечностях следующим образом:
I отведение: пясти левой и правой грудных конечностей; регистрируются потенциалы предсердий;
II отведение: пясть правой грудной и плюсна левой тазовой конечностей; регистрируется возбуждение желудочков;
III отведение: пясть левой грудной и плюсна левой тазовой конечностей; регистрируется возбуждение левого желудочка.
Применяют также грудные отведения биопотенциалов: один электрод располагают на конечности, а другие шесть — на различных участках грудной клетки.
Электрокардиограмма включает в себя горизонтальную изопотенциальную линию, отражающую уровень покоя, и пять зубцов — Р, Q, R, S, Т. Три из них (Р, R и S), поднимающиеся над изопотенциальной линией, представляют собой важные элементы записи.
Рис. 6.6. Схема измерения интервалов ЭКГ:
Р— возбуждение предсердий; О. Я, 5— возбуждение желудочков. Я— начальная и Г— конечная фазы возбуждения желудочков
нии, являются положительными, а два зубца (0 и 5), направленные вниз от нее, — отрицательными (рис. 6.6).
Зубец /’—сумма потенциалов предсердий. Возникает в период распространения возбуждения по предсердиям. У крупных животных (лошадь, корова) зубец Р обычно бывает раздвоенным, так как возбуждение вначале возникает в правом предсердии (в синусном узле) и только спустя 0,01 с достигает левого предсердия.
Интервал Р— 0— это время, за которое импульс проходит от предсердий к желудочкам. Данный интервал отражает задержку возбуждения на уровне атриовентрикулярного узла.
Зубец 0 — возбуждение внутренних слоев мышцы желудочков, правой сосочковой мышцы, перегородки, верхушки левого и основания правого желудочков.
Зубец Я — распространение возбуждения на мышцы обоих желудочков.
Зубец S — охват возбуждением желудочков.
Интервал У—Г отражает отсутствие разницы потенциалов в период, когда миокард охвачен возбуждением. В норме изопо- тенциален.
Зубец Т — это фаза восстановления (реполяризации) миокарда сердечных желудочков.
ОЯБ — время, в течение которого возбуждение успевает полностью охватить мышцы желудочков.
ОЯЯТ — время возбуждения и восстановления миокарда желудочков.
Интервал Т—Р— возбуждение в желудочках уже закончилось, а в предсердиях еще не началось. Называется электрической диастолой сердца.
Интервал Л—Л (или Р—Р) соответствует полному циклу сердечной деятельности.
В процессе анализа электрокардиограммы принимают во внимание величину зубцов, их ориентацию относительно изопотенциальной линии, а также длительность интервалов.
ЭКГ в комплексе с другими клиническими методами исследования применяется для диагностики заболеваний сердца, особенно таких, которые связаны с расстройством возбудимости и проводимости сердечной мышцы.
ЭКГ используется и в физиологических исследованиях для изучения состояния сердечно-сосудистой системы. Накоплена огромная база данных, раскрывающая видовые и индивидуальные особенности ЭКГ у лошадей, крупного и мелкого рогатого скота, свиней, собак, верблюдов. Внедрение телерадиометрических методов регистрации биопотенциалов сердца позволило изучить ЭКГ у диких и полудиких животных, а В экстремальных условиях — космические полеты, погружение в воду и др. Разработана также методика регистрации ЭКГ у плода, что позволяет изучать развитие сердца, его функций и выявлять раннюю внутриутробную патологию.
Основной физиологической функцией сердца является выброс крови в сосудистую систему. Поэтому количество изгоняемой из желудочка крови является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца.
Количество крови, выбрасываемой желудочком сердца в 1 минуту, называется минутным объемом крови. Он одинаков для правого и левого желудочка. Когда человек находится в состоянии покоя, минутный объем составляет в среднем около 4,5—5 л.
Чтобы определить систолический объем крови, нужно разделить минутный объем на количество сердечных сокращений в минуту. При частоте сердечных сокращений 70-75 в минуту систолический объем составляет 65-70 мл крови.
Определение минутного объема крови у человека применяется в клинической практике.
Наиболее точный способ определения минутного объема крови у человека был предложен Фиком. Он состоит в косвенном вычисления минутного объема сердца, которое производят, зная:
разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови;объем кислорода, потребляемого человеком в 1 минуту. Допустим, что в 1 минуту через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода и что количество кислорода в артериальной крови на 8 об.% больше, чем в венозной. Это означает, что каждые 100 мл крови поглощают в легких 8 мл кислорода, следовательно, чтобы поглотить все количество кислорода, которое поступило через легкпе в кровь в 1 минуту, т. е. в нашем примере 400 мл, необходимо, чтобы через лёгкие прошло 100·400/8=5000 мл крови. Это количество крови и составляет минутный объем крови, который в данном случае равен 5000 мл.
При использовании этого метода необходимо брать смешанную венозную кровь из правой половины сердца, так как кровь периферических вен имеет неодинаковое содержание кислорода в зависимости от интенсивности работы органов тела. В последние годы смешанную венозную кровь у человека берут прямо из правой половины сердца при помощи зонда, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Однако по понятным причинам этот метод взятия крови не имеет широкого применения.
Существует множество других методов для вычисления минутного и, соответственно, систолического объема крови. Большинство из них опирается на методический подход, разработанный Стюартом и Гамильтоном. Суть этого метода заключается в том, что исследуют разведение и скорость циркуляции определенного вещества, введенного в вену. В настоящее время для этих целей активно используются различные красители и радиоактивные соединения. Вещество, введенное в вену, проходит через правую часть сердца, малый круг кровообращения, левую часть сердца и попадает в артерии большого круга, где измеряется его концентрация.
