2. КРОВООБРАЩЕНИЕ

Кровообращение - физиологический процесс непрерывного направленного движения крови в организме в результате деятельности сердца и сосудов. Благодаря кровообращению осуществляются газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями, гуморальная регуляция различных функций организма, перераспределение образующегося в организме тепла от ядра тела к поверхностным его частям.

Система кровообращения включает в себя сердце и сосуды. Сердце у человека четырехкамерное и представляет собой биологический насос, перемещающий кровь по артериям и создающий в них относительно высокое давление. Систола - это процесс сокращения миокарда, диастола - его расслабление. Во время диастолы камеры сердца наполняются кровью, а во время систолы происходит изгнание крови из сердца в аорту. Сердечная мышца обладает рядом особых свойств, основными из которых являются ее автоматия, возбудимость, проводимость и сократимость.

При изучении функционального состояния сердечно-сосудистой системы наибольшее значение имеет фиксация и оценка внешних проявлений деятельности сердца, а именно: регистрация биоэлектрических явлений в сердечной мышце, анализ звуковых особенностей работы (тонов) сердца, регистрация механического движения сердца при систоле и диастоле, наблюдение за движением крови по полостям сердца и сосудам.

В сосудистой системе различают несколько видов сосудов : распределительные, обменные, собирательные (емкостные).

Распределительные сосуды - это аорта и наиболее крупные артерии, в которых ритмически пульсирующий, изменчивый кровоток трансформируется в более равномерный и плавный. К этой группе также относятся более мелкие артерии и артериолы, которые, подобно кранам, регулируют кровоток в капиллярах (их называют сосудами сопротивления, или резистивными сосудами).

Обменные сосуды - это сеть мельчайших капилляров, через тонкие стенки которых происходит обмен между кровыо и тканями.

Собирательные, или емкостные, сосуды представляют собой венозный отдел сердечно-сосудистой системы,вмещающий от 60 до 80% всей крови.

Кроме того, существуют шунтирующие сосуды которые, представлены в виде артериовенозных анастомозов, обеспечивающих прямую связь между мелкими артериями и венами в обход капиллярного ложа.

Движение крови по сосудам происходит в соответствии с законами гидродинамики и определяется главным образом двумя факторами: градиентом давления в начале и конце сосуда в артериальном и венозном русле, что способствует продвижению крови по сосуду, а также сопротивлением, обусловленным трением частиц крови о стенки сосудов, препятствующим ее току.

Кровоток регулируется нервными и гуморальными факторами. Благодаря эластичности сосудистой стенки просвет сосудов способен в значительной мере изменяться в зависимости от потребностей тканей организма. Из-за наличия регулирующих влияний, исходящих из сосудодвигательного центра, стенки сосудов постоянно находятся в состоянии тонуса. Рефлекторные изменения кровообращения возникают при раздражении баро- и хеморе- цепторов, сконцентрированных в рефлекторных зонах сосудистого русла (полые вены, дуга аорты, разветвление сонной артерии), а также вследствие раздражения хемо- и механорецепторов внутренних органов, экстерорецепторов при воздействии на них факторов внешней среды. Главным регулирующим органом является сосудодвигательный центр, расположенный в продолговатом мозгу на дне IV желудочка.

ЗАНЯТИЕ 1.2

Электрокардиография

Сердце представляет собой источник электрических потенциалов, который в процессе своей деятельности генерирует электрические токи, распространяющиеся по всему телу в силу высокой его электропроводности. Установлено, что возбужденный участок живой ткани становится электроотрицательным по отношению к невозбужденному, поэтому в течение сердечного цикла разные участки миокарда меняют потенциал относительно друг друга.

Электрокардиография - метод регистрации электрических явлений, возникающих в сердце во время сердечного цикла.

Отражением электрических явлений, происходящих в сердце, является характерная кривая, которая называется электрокардиограммой (ЭКГ) (рис. 1.3). ЭКГ обычно состоит из трех направленных вверх положительных зубцов - Р, R, Т и двух направленных вниз отрицательных зубцов - Q и S. Зубец Р называется предсердным комплексом ЭКГ; он представляет собой алгебраическую сумму потенциалов, возникающих при возбуждении в правом и левом предсердиях. При этом потенциал правого предсердия оказывается положительным, левого - отрицательным. Зубцы Q, R, S, Т отражают процессы возбуждения желудочков и называются желудочковыми потенциалами.

Продолжительность и амплитуда (вольтаж) отдельных интервалов и комплексов ЭКГ характеризуют основные физиологические свойства сердца: возбудимость, проводимость и сократимость. По длительности интервалов между идентичными зубцами ЭКГ, чаще всего между зубцами R, определяется продолжительность сердечного цикла и частота сердечных сокращений.

Длительность интервалов соответствует времени проведения возбуждения по проводящей системе отделов сердца.

Нормальные значения этих параметров при 74 сокращениях сердца в 1 мин составляют:

PQ = 0,16 с (время предсердно- желудочковой проводимости);

QRS = 0,07 с (время внутрижелудочковой проводимости);

ST = 0,35 с (время восстановления в желудочках);

QRST = 0,42 с (электрическая систола, отражает время возбуждения миокарда).

При электрокардиографии используются методы однополюсных, двухполюсных, многополюсных отведений. Наиболее распространены следующие отведения: стандартные или классические, грудные, однополюсные отведения от конечностей (рис. 1.4).

Для регистрации ЭКГ используются специальные приборы - электрокардиографы, которые усиливают потенциалы сердца и осуществляют их чернильную или тепловую запись.

Величина частоты сердечных сокращений в норме в состоянии покоя составляет 60-89 ударов в мин. При количестве ударов менее 60 в мин состояние называется брадикардией, более 90 ударов - тахикардией.

Цель работы: научиться производить запись ЭКГ и проследить за изменением частоты сердечных сокращений при мышечной работе.

Оборудование: электрокардиограф, электроды, марлевые прокладки, смоченные в физиологическом растворе, эластический пояс, спирт, вата.

Организация и содержание занятия. Для регистрации ЭКГ используется электрокардиограф, который заземляется и подключается к сети. Устанавливается скорость записи, равная 3000 мм/с. Осуществляется отбор испытуемого. При расположении электродов используются грудные отведения. В местах расположения электродов кожа испытуемого предварительно протирается спиртом, под электроды помещаются прокладки, смоченные физиологическим раствором. Электроды фиксируются при помощи эластического пояса.

Запись ЭКГ осуществляется в покое. На ЭКГ измеряется расстояние между зубцами R-R, частота сердечных сокращений (ЧСС) подсчитывается по формуле:

где V скорость записи (мм/мин), R-R - длина интервала (мм).

Например: если расстояние между зубцами R-R равно 40 мм (лента в электрокардиографе движется со скоростью 3000 мм/мин), то величина ЧСС будет соответствовать 75 ударам в мин. Существует также способ определения ЧСС по таблице (табл. 1.2). Для этого при той же скорости лентопротяжного механизма измеряется длина интервала R-R и, соответственно ему, в таблице определяется значение ЧСС.

Затем испытуемый выполняет мышечную работу в течение 5 мин (например, педалирование на велоэргометре или бег на месте). Каждую минуту работы осуществляется запись ЭКГ, таким же образом измеряется R-R-интервал, подсчитывается ЧСС.

По окончании работы запись ЭКГ продолжается, также измеряется R-R-интервал, подсчитывается ЧСС каждую минуту до полного восстановления к исходному значению. Полученные данные заносятся в протокол (табл. 1.3), вся ЭКГ разрезается на участки в 2-3 сердечных цикла, которые наклеиваются в протокол занятия. Результаты представляются в виде протокола, графика динамики ЧСС во время работы и при восстановлении.

На основании полученных результатов делают выводы о соответствии ЧСС в покое нормальным величинам и влиянии на нее физической нагрузки.

Контрольные вопросы

1.Свойства сердечной мышцы.

2.Фазы сердечного цикла в покое и при работе.

3.Электрокардиограмма, ее основные показатели.

4.Изменения электрокардиограммы при мышечной работе.

ЗАНЯТИЕ 1.3

Измерение артериального давления у человека в покое и после мышечной работы

Давление в кровеносной сосудистой системе - это сила, обусловливающая движение крови по сосудам. Величина кровяного давления является одной из важнейших констант, характеризующих функциональное состояние организма. Давление определяется работой сердца и тонусом артериальных сосудов и способно изменяться в зависимости от фаз сердечного цикла. Различают систолическое, или максимальное, давление, создаваемое сердцем во время систолы (СД), и диастолическое, или минимальное, давление (ДД), формируемое преимущественно тонусом сосудов. Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым артериальным давлением (ПАД). Среднее артериальное давление (САД) представляет собой силу, которая могла бы обеспечить непрерывный ток крови в артериях без колебаний давления во время систолы и диастолы.

Этот показатель близок к уровню диастолического давления и определяется следующим образом:

У человека артериальное давление (АД) в норме составляет в пределах от 110/70 до 130/80 мм рт. ст. в покое. По критериям Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) у взрослого человека нормальное СД составляет 100-140, а ДД - 60-90 мм рт. ст. При значениях, превышающих названные параметры, развивается гипертония, а при их снижении - гипотония. Под влиянием физической нагрузки СД повышается, достигая 180-200 и более мм рт. ст., а ДД, как правило, колеблется в пределах ±10 мм рт. ст., иногда понижается до 40-50 мм рт. ст. При этом существенно возрастает величина ПД.

Методы определения величины кровяного давления подразделяются на прямые и косвенные (непрямые). В первом случае в кровеносный сосуд вводится игла и соединяется со специальным прибором - манометром, который измеряет давление. Как правило, для определения кровяного давления у человека используется непрямой способ. Наиболее распространенными косвенными методами являются пальпаторный метод (метод Рива-Роччи) и звуковой (аускультативный) метод по способу Короткова.

Метод Рива-Роччи основан на формировании внешнего давления (пережатии манжетой), достаточного для прекращения кровотока в исследуемой артерии. Полученная величина будет соответствовать давлению в артерии. Используя такой метод, по моменту исчезновения и появления пульса в лучевой артерии можно определить величину только систолического давления. Метод Короткова более прогрессивен. Он основан на прослушивании шумов, возникающих ниже места пережатия артерии манжетой, и дает возможность определять как систолическое, так и диастолическое давление.

Цель работы: приобрести навыки измерения артериального давления и определить его динамику при выполнении физической нагрузки.

Оборудование: сфигмоманометр Рива-Роччи, фонендоскоп, велоэргометр.

Организация и содержание занятия. Определение артериального давления пальпаторным методом. На обнаженное плечо испытуемого накладывается манжета таким образом, чтобы она плотно охватывала плечо, но не сдавливала ткани. Одной рукой пальпируется пульс в области лучевой артерии, другой - с помощью резинового баллона нагнетается воздух в манжету. О давлении в манжете судят по показаниям манометра. В полости манжеты создается давление, превышающее максимальное, т.е. до исчезновения пульса. Затем, открывая винтовой клапан и выпуская воздух, давление осторожно понижается. Момент появления пульса на лучевой артерии совпадает с показанием манометра и максимальным давлением в плечевой артерии.

Определение артериального давления аускулътативным методом по Короткову (рис. 1.5). Как и в предыдущем случае, на обнаженное плечо испытуемого несколько выше локтевой ямки накладывается манжета. В локтевой ямке находят пульсирующую плечевую артерию, на которую ставят фонендоскоп. Создается давление в манжете выше максимального (до 150-180 мм рт. ст.), при котором исчезает пульс. Затем, медленно поворачивая винтовой клапан и выпуская воздух из манжеты, при помощи фонендоскопа выслушиваются тоны в плечевой артерии. Момент появления тонов соответствует систолическому давлению. При продолжении снижения давления в манжете интенсивность тонов нарастает, далее отмечается постепенное их ослабление с последующим исчезновением. Момент исчезновения тонов соответствует диастолическому давлению.

Определение артериального давления у испытуемого производится в покое, затем - на первой минуте после выполнения физической нагрузки (например, педалирование на велоэргометре или бег па месте в течение 5 мин) и на каждой нечетной минуте восстановительного периода (табл. 1.4).

Результаты определения артериального давления оформляют в виде протокола и графика, на котором представляется динамика систолического и диастолического давления при выполнении физической работы. Делают выводы о соответствии систолического и диастолического давления в покое нормальным величинам и влиянии на них физической нагрузки.

Контрольные вопросы

1.Общие закономерности гемодинамики, объемная и линейная скорость кровотока.

2.Функции артериальных и венозных сосудов, особенности кровотока в них. Микроциркуляция.

3.Артериальное давление, факторы его определяющие. Гипер- и гипотонические состояния.

4.В чем сущность прямых и косвенных методов определения кровяного давления?

5.Как изменяется величина кровяного давления при физической работе?

ЗАНЯТИЕ 1.4

Исследование реакций сердечно-сосудистой системы на нагрузку и венозного тонуса по данным ортостатической пробы

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы изменяется в зависимости от степени ее тренированности, особенностей и преобладания иннервации симпатического или парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, возраста испытуемого. Следует учитывать, что емкость венозного русла значительно превышает емкость артериальной системы и может вместить 70-80% всей крови. Величина венозного давления намного ниже артериального и зависит от тонуса сосудов и емкости вен. Так, давление в локтевой вене составляет 50-150 мм водного столба.

При изменении положения тела в пространстве можно получить косвенное представление о тонусе венозных сосудов и степени приспособления сердечно-сосудистой системы организма к физическим нагрузкам.

Цель работы: оценить степень адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам и состояние венозного тонуса по данным ортостатической пробы «лежа-стоя».

Оборудование: Рива-Роччи, фонендоскоп, секундомер.

Организация и содержание занятия. Испытуемого укладывают спиной вниз на наклонную поверхность. В этом положении он должен находиться несколько минут, в течение которых у него подсчитывается частота сердечных сокращений за 1 минуту и определяется систолическое и диастолическое артериальное давление по методу Короткова. Не снимая манжетки с плеча, испытуемый быстро поднимается без больших мышечных напряжений из горизонтального положения в вертикальное, и снова определяется сначала артериальное давление, а затем - пульс. Полученные результаты записываются в таблицу, оформляется протокол исследования (табл. 1.5).

При хорошей адаптации к нагрузкам разница ЧСС в положениях лежа и стоя не должна превышать 12 ударов в 1 мин. При разнице в 16-20 ударов в 1 мин функциональное состояние считается удовлетворительным, а при разнице в 20 и более ударов в 1 мин физическая нагрузка во время тренировочного процесса явно не соответствует возможностям данного организма, и ее следует уменьшить или на некоторый период прекратить тренировочные занятия.

При нормальном венозном тонусе испытуемого уровень артериального давления при переходе из горизонтального положения в вертикальное изменяется в пределах 5-10 мм рт. ст. для систолического и 3-5 мм рт. ст. для диастолического. Если венозный тонус понижен, то резко падает систолическое давление, которое зависит от венозного притока к сердцу, в то время как диастолическое давление остается на прежнем уровне или несколько повышается; пульсовое давление становится ниже 20 мм рт. ст.

На основании полученных результатов делают выводы об адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам и величине венозного тонуса.

Контрольные вопросы

1.Частота сердечных сокращений в покое и при мышечной работе у лиц различного возраста и пола.

2.Методики измерения ЧСС.

3.Зависимость ударного объема крови от размеров сердца, положения тела и объема кровотока.

4.Что такое венозный тонус?

5.Величина давления крови в венах.

6.Чем отличается кровоток в артериях от кровотока в венах?

7.Минутный объем кровообращения, его величина.

8.Изменения ударного и минутного объемов кровообращения при мышечной работе.

КОЛЛОКВИУМ 1.2

Кровообращение

1.Свойства сердечной мышцы.

2.Фазы сердечного цикла в покое и при мышечной работе.

3.Методы исследования деятельности сердца.

4.Электрокардиограмма, ее основные показатели и их измене¬ния при мышечной работе.

5.Частота сердечных сокращений в покое и при мышечной работе у лиц различного возраста и пола. Методики измерения ЧСС.

6.Систолический, резервный и остаточный объемы крови в желудочках.

7.Зависимость ударного объема крови от размеров сердца, положения тела и величины кровотока.

8.Минутный объем крови, изменения ударного и минутного объемов крови при мышечной работе.

9.Общие закономерности гемодинамики, объемная и линейная скорость кровотока.

10.Функции артериальных и венозных сосудов, особенности кровотока в них. Микроциркуляция.

11.Артериальное давление, факторы его определяющие. Гипер- и гипотонические состояния.

12.Особенности кровообращения различных органов.

13.Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца.