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.