Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови.

Обновлено: 06.05.2024

Систолический или ударный объем (СО) (количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении сердца), характеризует силу и эффективность сердечных сокращений.

Минутный объем (МОК) (количество крови, выбрасываемое сердцем за I минуту) определяет функциональные возможности сердца, и находят его умножением систолического объема на частоту сердечных сокращений;

МОК = СО х ЧСС

Существуют прямые и косвенные методы их определения. Прямое измерение ударного и минутного объемов, связанное с катетеризацией сердца, возможно только в клинических условиях. В лабораторной практике используют метод реографии, основанный на изменении сопротивления данного участка тела, вызванного сдвигами в крове­наполнении его сосудов. Возможно определение показателей работы сердца расчетным способом.

Для определения сердечного выброса у взрослых пользуются формулой Старра:

СО = [101 + 0,5 х(СД- ДД) - (0,6 х ДД)] - 0,6 хА,

где пульсовое (ПД) и диастолическое (ДД) - давление в мм рт. ст.,

А - возраст в годах.

Н.А.Ромащева и Н.С.Пугина модифицировали формулу Cтарра для определения сердечного выброса у детей 7-15 лет:

СО = [(40 + 0,5 х ПД) - (0,6 х JOU] + 3,2 хА.

В таблице 39 представлены средние величины СО и МОК.

Минутный обьем зависит от общего обмена и определяется потребностью различных органов и систем в кислороде. Увеличение минутного объема происходит за счет возрастания ударного объема, частоты сердечных сокращений или одновременного их увеличения.

При физической нагрузке у тренированных детей минутный объем возрастает в основном за счет увеличения систолического выброса и в меньшей степени за счет учащения сердцебиений. У детей с недостаточной физической подготовкой, подверженных гиподинамии, приспособление к физической нагрузке происходит в основном за счет резкого учащения сердечных сокращений и в меньшей степени за счет увеличения систолического объема.

Средние показатели ударного и минутного объемов крови у здоровых детей 7-15 лет, полученные экспериментальным методом

Возраст, ( год) Девочки Мальчики
СО (мл) МОК л/мин С0(мл) МОК л/мин мл/мин
2,9 2,8
2,9 2.8
3,0 2.9
3,2 3.1
II 3.4 3.8
3.8 4.0
3,7 4,2
3,8 4.3
3.9 4,5

При оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы необходимо иметь в виду, что у детей одного возраста и уровня физического развития может быть разная величина гемодинамических показателей, обусловленная индивидуальными отличиями в темпах подового созревания. Это требует индивидуального подхода к оценке значений этих показателей с учетом не только характера физического развития, но и стадии полового созревания.

Для характеристики функционального состояния сердечно-сосудистой системы и выявления нарушений нормальной ее деятельности недостаточно исследования в состоянии мышечного покоя. Важно знать, как справится организм с физическими нагрузками, т.к. при этом необходимо значительное усиление кровообращения для обеспечения органов и тканей кислородом. Для этого применяются функциональные пробы сердечно-сосудистой системы, которые основываются на определении частоты сердечных сокращений и артериального давления.

7. Физиология кровообращения

7.1. Роль сердца в кровообращении, сердечный цикл; 7.2. Основные законы гемодинамики; 7.3. Функциональные особенности сосудов; 7.4. Методы исследования сердечной деятельности; 7.5. Методы исследования сердечнососудистой системы; 7.6. Механизмы регуляции деятельности сердца; 7.7. Регуляция тонуса сосудов; 7.8. Регионарное кровообращение; 7.9. Лимфообращение.

7.1. Роль сердца в кровообращении, сердечный цикл

Основные функции системы кровообращения: транспорт газов и веществ; удаление метаболитов и повреждённых клеток; обмен тепла в организме.

В основе непрерывного движения крови по сосудам лежит деятельность сердца как насоса и возникающий при этом градиент давления, т.е. разница давлений по ходу сосудистого русла (каскадный уровень снижения давления). Сопротивление, которое испытывает кровь, проходя по различным сосудам, в определённой степени препятствует кровотоку.

Главные функции сердца - резервуарная и нагнетательная. В период диастолы в отделах сердца накапливается очередная порция крови. Во время систолы желудочков часть этой крови выбрасывается из левого в аорту (большой круг), а из правого в лёгочную артерию (малый круг).

За 1 минуту у взрослого человека из каждого желудочка выбрасывается около 4,5 - 5 л крови - минутный объём крови (МОК).

Максимальный объём крови перед началом систолы желудочков 140 - 180 мл - «конечно-диастолический объём». Характеризует максимальные возможности сердца как насоса.

В период систолы из желудочков выбрасывается «систолический объём» (СО) - 60 - 80 мл. Чем он больше и чем чаще сокращается сердце, тем выше его производительность как насоса. Если СО - 70 мл, ЧСС 70 уд./мин, то МОК - 4900 мл. СО - важнейшая характеристика производительности работы сердца. Синонимы СО - ударный объём и сердечный выброс.

После изгнания крови в желудочках остаётся около 70 мл крови. Это «конечно-систолический объём». Состоит из резервного и остаточного объёмов; остаточный объём - остаётся даже после самого мощного сокращения, а резервный объём - может выбрасываться при усиленной работе.

Сердечный индекс: МОК/площадь поверхности тела.

Ударный индекс: СО/площадь поверхности тела.

Систола предсердий. При распространении возбуждения от синоатриального узла по миокардиоцитам предсердий начинается их сокращение. В процесс вовлекаются все миокардиоциты правого, чуть позже, и левого предсердий. В результате сжимаются устья вен, впадающих в предсердия, повышается внутрипредсердное давление - в левом до 5-8 мм рт.ст., в правом до 4-6 мм рт.ст.. Кровь, которая накопилась в предсердиях во время диастолы, изгоняется в желудочки. Длительность систолы предсердий около 0,1 с. За это время в желудочки входит около 40 мл крови (30 % конечно-диастолического объёма ).

После окончания систолы предсердий начинаются 2 процесса: 1) в предсердиях - диастола (0,7 с); 2) в желудочках начинается систола (0,33 с), а затем диастола (0,47 с). Все временные интервалы приводятся для ЧСС - 75 ударов/минуту.

1-й период систолы желудочков - период напряжения (0,08 с) - состоит из 2-х фаз: асинхронного сокращения (0,05 с) и изометрического сокращения (0,03 с).

Фаза асинхронного сокращения начинается с началом возбуждения желудочков. В течение этой фазы процессы возбуждения (и следующие за ними процессы сокращения) распространяются по миокарду желудочков. Давление в желудочках сначала близко к 0, а к концу фазы - сокращение охватывает все волокна миокарда и давление в желудочках начинает быстро нарастать.

Фаза изометрического сокращения начинается с захлопывания створок предсердно-желудочковых (атриовентрикулярных) клапанов, когда давление в желудочках станет выше, чем в предсердиях. При этом возникает I-й (систолический) тон сердца. После захлопывания клапанов и створчатые и полулунные клапаны (и вход и выход) закрыты, объём крови постоянен, т.к. жидкость практически не сжимаема, длина волокон не изменяется, увеличивается их напряжение. Давление в желудочках быстро растёт: до 70-80 мм рт.ст. в левом и до 15-20 мм рт.ст. в правом. Левый желудочек приобретает круглую форму и с силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной стенки. В 5-м межреберье слева от среднеключичной линии в этот момент определяется верхушечный толчок.

К концу фазы изометрического сокращения давление крови в левом желудочке становится выше, чем в аорте, а в правом желудочке выше, чем в лёгочной артерии. Происходит открытие полулунных клапанов и начинается период изгнания (0,25 с).

В начале процесс изгнания совершается быстро - фаза быстрого изгнания (0,12 с). Давление в желудочках нарастает: в левом до 120 - 130 мм рт. ст. , в правом до 25 - 30 мм рт. ст.. Такие же давления создаются соответственно в аорте и лёгочной артерии. По мере заполнения аорты и лёгочной артерии кровью, сопротивление выходящему потоку крови увеличивается, фаза быстрого изгнания сменяется фазой медленного изгнания (0,13 с).

В конце фазы медленного изгнания миокард желудочков начинает расслабляться. Давление в желудочках падает, кровь из аорты и лёгочной артерии устремляется обратно в полости желудочков и захлопывает полулунные клапаны. При этом возникает II-й (диастолический) тон сердца. Время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов называется протодиастолическим периодом (0,04 с).

После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках падает. Створчатые клапаны в это время ещё закрыты, объём крови, а, следовательно, и длина волокон миокарда не изменяется - период изометрического расслабления (0,08 с).

К концу изометрического расслабления давление в желудочках становится ниже, чем в предсердиях, открываются предсердно-желудочковые клапаны и кровь из предсердий начинает поступать в желудочки. Начинается период наполнения желудочков кровью (0,25 с), делящийся на фазы быстрого (0,08 с) и медленного (0,17 с) наполнения.

С момента открытия предсердно-желудочковых клапанов вся кровь из предсердий (около 33 мл) быстро устремляется в желудочки. Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови вызывает появление III-го тона сердца.

Во время фазы медленного наполнения вся кровь, поступающая из вен в предсердия, протекает сразу в желудочки.

К концу фазы медленного наполнения возникает систола предсердий. Предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови. Во время систолы предсердий в желудочках - пресистолический период (0,1 с).

Колебания стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки, ведёт к появлению IV-го тона сердца.

Если I-й и II-й тоны выявляются уже при аускультации, то III-й иIV-й тоны сердца выявляются при регистрации фонокардиограммы.

14.Сердечный выброс (систолический и минутный объемы крови; сердечный индекс).

Количество крови, выбрасываемой желудочком сердца в минуту, является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца и называется минутным объемом крови (МОК). Он одинаков для правого и левого желудочков. Когда человек находится в состоянии покоя, МОК составляет в среднем 4,5—5,0 л. Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем крови. При ритме сердечных сокращений 70—75 в минуту систолический объем равен 65—70 мл крови. Следует заметить, что в покое в систолу из желудочков изгоняется примерно половина находящейся в них крови. Это создает резервный объем, который может быть мобилизован при необходимости быстрого и значительного увеличения сердечного выброса.

Принято так же рассчитывать величину сердечного индекса, представляющего собой отношение МОК в л/мин к поверхности тела в м2. Средняя величина этого показателя для "стандартного” мужчины равна 3 л/мин*м2. Минутный и систолический объемы крови и сердечный индекс объединяются общим понятием — сердечный выброс.

Наиболее точный способ определения минутного объема кровотока у человека предложен Фиком (1870). Он состоит в косвенном вычислении МОК, которое производят, зная разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови, объем кислорода, потребляемого человеком в минуту. Допустим, что в 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода и 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 усвоить все количество кислорода, который поступил через легкие в кровь за минуту (в нашем примере

400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло

крови. Это количество крови и составляет МОК, который в данном случае равен 5000 мл.

Хахарактеристика частотно-временных параметров нагнетательной функции сердца.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) составляет - 70 -75 уд/мин, (увеличение ЧСС - тахикардия, уменьшение ЧСС - брадикардия);

Систолический объем (СО, ударный) - объем крови, выбрасываемой сердцем за 1 систолу; при ЧСС 70-75 уд/мин = 65-70 (76)мл;

Минутный объем кровотока (МОК) - (ЧСС х СО) - количество крови, выбрасываемой сердцем за одну минуту - в покое 4,5-5,0 л/мин, при максимальных физических нагрузках у здоровых тренированных людей до 35 л/мин;

Сердечный индекс (минутный индекс) - один из показателей насосной функции сердца; выражается как отношение минутного объема крови в л/мин к площади поверхности тела. В N = 3-4 л/минхм2.

Характеристика объемных параметров нагнетательной функции сердца.

Сердечный выброс - понятие, включающее СО, МОК и сердечный индекс;

Работа сердца за удар - внешняя работа, совершаемая сердцем за одно сокращение (удар).

Сердечный выброс, его фракции. Систолический и минутный объемы крови. Сердечный индекс.

Количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артерии в минуту является важным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и называется минутным объемом крови (МОК). Он одинаков для обоих желудочков и в покое равен 4,5-5 л.

Важную характеристику насосной функции сердца дает ударный объем, называемый также систолическим объемом или систолическим выбросом. Ударный объем - количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артериальную систему за одну систолу. (Если разделить МОК на ЧСС в минуту получим систолический объем (СО) кровотока.) При сокращении сердца равном 75 ударов в мин он составляет 65-70 мл, при работе увеличивается до 125 мл. У спортсменов в покое он составляет 100 мл, при работе возрастает до 180 мл. Определение МОК и СО широко применяется в клинике.

Фракция выброса (ФВ) - выраженное в процентах отношение ударного объема сердца к конечно-диастолическому объему желудочка. ФВ в покое у здорового человека 50-75%, а при физической нагрузке может достигать 80%.

Объем крови полости желудочка, который она занимает перед его систолой составляет конечно-диастолический объем (120-130 мл).

Конечно-систолический объем (КСО) - это количество крови, остающееся в желудочке сразу после систолы. В покое он составляет менее 50% от КДО, или 50-60 мл. Часть этого объема крови является резервным объемом.

Резервный объем реализуется при увеличении СО при нагрузках. В норме он составляет 15-20% от конечно-диастолического.

Объем крови в полостях сердца, остающийся при полной реализации резервного объема, при максимальной систоле составляет остаточный объем. СО и МОК величины непостоянные. При мышечной деятельности МОК возрастает до 30-38 л за счет учащения сокращений сердца и увеличения СОК.

Ряд показателей используется для оценки сократимости сердечной мышцы. К ним относятся: фракция выброса, скорость изгнания крови в фазу быстрого наполнения, скорость прироста давления в желудочке в период напряжения (измеряется при зондировании желудочка)/

Скорость изгнания крови изменяется методом Доплера при УЗИ сердца.

Скорость прироста давления в полостях считается желудочков считается одним из наиболее достоверных показателей сократимости миокарда. Для левого желудочка величина этого показателя в норме составляет 2000-2500 мм рт ст /с.

Снижение фракции выброса ниже 50%, уменьшение скорости изгнания крови, скорости прироста давления свидетельсвуют о понижении сократимости миокарда и возможности развития недостаточности насосной функции сердца.

Величина МОК, деленная на площадь поверхности тела в м 2 определяется как сердечный индекс (л/мин/м 2 ).

СИ = МОК/S (л/мин×м 2 )

Он является показателем насосной функции сердца. В норме сердечный индекс составляет 3-4 л/мин×м 2 .

МОК, УОК и СИ объединяют общим понятием сердечный выброс.

Если известен МОК и АД в аорте (или легочной артерии) можно определить внешнюю работу сердца

Р — работа сердца в мин в килограмометрах (кг/м).

МОК — минутный объем крови (л).

АД — давление в метрах водного столба.

При физическом покое внешняя работа сердца составляет 70-110 Дж, при работе увеличивается до 800 Дж, для каждого желудочка в отдельности.

Таким образом, работа сердца определяется 2-мя факторами:

1. Количеством притекающей к нему крови.

2. Сопротивлением сосудов при изгнании крови в артерии (аорту и легочную артерию). Когда сердце не может при данном сопротивлении сосудов перекачать всю кровь в артерии, возникает сердечная недостаточность.

Различают 3 варианта сердечной недостаточности:

1. Недостаточность от перегрузки, когда к сердцу с нормальной сократительной способностью предъявляются чрезмерные требования при пороках, гипертензии.

2. Недостаточность сердца при повреждении миокарда: инфекции, интоксикации, авитаминозы, нарушение коронарного кровообращения. При этом снижается сократительная функция сердца.

3. Смешанная форма недостаточности — при ревматизме, дистрофических изменениях в миокарде и др.

Весь комплекс проявлений деятельности сердца регистрируется с помощью различных физиологических методик — кардиографий: ЭКГ, электрокимография, баллистокардиография, динамокардиография, верхушечная кардиография, ультразвуковая кардиография и др.

Диагностическим методом для клиники является электрическая регистрация движения контура сердечной тени на экране рентгеновского аппарата. К экрану у краев контура сердца прикладывают фотоэлемент, соединенный с осциллографом. При движениях сердца изменяется освещенность фотоэлемента. Это регистрируется осциллографом в виде кривой сокращения и расслабления сердца. Такая методика называется электрокимографией.

Верхушечная кардиограмма регистрируется любой системой, улавливающей малые локальные перемещения. Датчик укрепляется в 5 межреберье над местом сердечного толчка. Характеризует все фазы сердечного цикла. Но зарегистрировать все фазы удается не всегда: сердечный толчок по разному проецируется, часть силы прикладывается к ребрам. Запись у разных лиц и у одного лица может отличаться, влияет степень развития жирового слоя и др.

Используются в клинике также методы исследования, основанные на использовании ультразвука — ультразвуковая кардиография.

Ультразвуковые колебания при частоте 500 кГц и выше глубоко проникают через ткани будучи образованными излучателями ультразвука, приложенными к поверхности грудной клетки. Ультразвук отражается от тканей различной плотности — от наружной и внутренней поверхности сердца, от сосудов, от клапанов. Определяется время достижения отраженного ультразвука до улавливающего прибора.

Если отражающая поверхность перемещается, то время возвращения ультразвуковых колебаний изменяется. Этот метод можно использовать для регистрации изменений конфигурации структур сердца при его деятельности в виде кривых, записанных с экрана электроннолучевой трубки. Эти методики называются неинвазивными.

К инвазивным методикам относятся:

Катетеризация полостей сердца. В центральный конец вскрытой плечевой вены вводят эластичный зонд-катетер и проталкивают к сердцу (в его правую половину). В аорту или левый желудочек вводят зонд через плечевую артерию.

Ультразвуковое сканирование — источник ультразвука вводится в сердце с помощью катетера.

Ангиография представляет собой исследование движений сердца в поле рентгеновских лучей и др.

Механические и звуковые проявления сердечной деятельности. Тоны сердца, их генез. Поликардиография. Сопоставление во времени периодов и фаз сердечного цикла ЭКГ и ФКГ и механических проявлений сердечной деятельности.

Тоны сердца. При выслушивании сердца определяются два тона: первый — систолический, второй — диастолический.

Систолический тон низкий, протяжный (0,12 с). В его генезе участвуют несколько наслаивающихся компонентов:

1. Компонент закрытия митрального клапана.

2. Закрытия трехстворчатого клапана.

3. Пульмональный тон изгнания крови.

4. Аортальный тон изгнания крови.

Характеристику I тона определяет напряжение створчатых клапанов, напряжение сухожильных нитей, сосочковых мышц, стенок миокарда желудочков.

Компоненты изгнания крови возникают при напряжении стенок магистральных сосудов. I тон хорошо прослушивается в 5-ом левом межреберье. При патологии в генезе I тона участвуют:

1. Компонент открытия аортального клапана.

2. Открытие пульмонального клапана.

3. Тон растяжения легочной артерии.

4. Тон растяжения аорты.

Усиление I тона может быть при:

1. Гипердинамии: физические нагрузки, эмоции.

При нарушении временных отношений между систолой предсердий и желудочков.

При плохом наполнении левого желудочка (особенно при митральном стенозе, когда клапаны не полностью открываются). Третий вариант усиления I тона имеет существенное диагностическое значение.

Ослабление I тона возможно при недостаточности митрального клапана, когда створки неплотно смыкаются, при поражении миокарда и др.

II тон — диастолический (высокий, короткий 0,08 с). Возникает при напряжении замкнутых полулунных клапанов. На сфигмограмме его эквивалент — инцизура. Тон тем выше, чем выше давление в аорте и легочной артерии. Хорошо прослушивается во 2-межреберье справа и слева от грудины. Он усиливается при склерозе восходящей аорты, легочной артерии. Звучание I и II тонов сердца наиболее близко передает сочетание звуков при произнесении словосочетании «ЛАБ-ДАБ».

Сердечный выброс

Под сердечным выбросом понимают количество крови, выбрасываемой сердцем в сосуды. Для его характеристики в клинической практике используют два показателя:

- минутный объем кровообращения (МОК);

- ударный (систолический) объем крови.

Минутный объем кровообращения.

Характеризует общее количество крови, перекачи­ваемой левым или правым отделом сердца в течение 1 мин. В норме в покое - 4-6 л/мин.

Для нивелировки антропологических отличий рассчи­тывают сердечный индекс - МОК (площадь поверхности те­ла, в норме в покое сердечный индекс - 3-3,5 л/(мин*м 2 )).

Поскольку объем крови у человека 4-6 литров, то за 1 мин происходит полный кругооборот крови.

Важнейшими факторами, определяющими МОК,яв­ляется:

- ударный (систолический) объем крови (УО);

- частота сердечных сокращений (ЧСС);

- венозный возврат крови к сердцу.
По существу МОК = УО · ЧСС.

Ударный (систолический) объем крови- количество крови, которое нагнетается каждым желудочком в магист­ральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном со­кращении сердца.

В покое объем крови, выбрасываемой из желудочков, составляет от трети до половины от объема крови, находя­щейся в желудочках перед систолой, т.е. в конце диастолы.

В покое ударный объемсоставляет 70-100 мл крови.

Кровь, остающаяся в желудочках после систолы, - это резервный объем, КОС- конечносистолический объем.

При ненарушенной сократительной функции миокарда -по существенный резерв для срочной адаптации, который позволяет после начала действия раздражителя быстро увеличить ударный объем и, как следствие, МОК.

Это достигается через механизмы нервных и гумораль­ных влияний и частично за счет механизмов саморегуляции на сократительную функцию миокарда (инотропный эффект).

При ослаблении сердечной мышцы, снижении ее сократительных возможностей снижается ударный объем в покое, а также резко уменьшается возможность использования ре­зервного объема.

Изменение ударного объема (увеличение или уменьшение) прежде всего, ведет к изменению систолического давления, не­редко это сопровождается и изменениями пульсового давления.

Частота сердечных сокращений. В покое норма-60-80 раз в 1 мин.При срочной адаптации за счет нервных и гуморальных механизмов может увеличиваться в 2-3 раза(положительный хронотропный эффект), что существенно

Читайте также: