Гемодинамика и показатели гемодинамики

Сложно понять физиологические процессы, протекающие в нашем организме, без знания основ. Поэтому эта статья будет посвящена именно основам такой науки, как гемодинамика. Мы рассмотрим основные показатели гемодинамики и постараемся объяснить их суть.

Итак, сердце, будучи генератором давления, выбрасывает в сосудистое русло кровь. Объем ее, перекачиваемый за единицу времени, называют сердечным выбросом. Существуют методики его определения. Например, известно, что минутный объем кровотока взрослого здорового мужчины (это у нас своего рода золотой стандарт) составляет приблизительно 4,5—5 л крови, то есть почти столько, сколько ее вообще в организме. Надо сказать, и физиологи, и клиницисты предпочитают пользоваться именно этим показателем сердечного выброса, зная который не трудно определить ударный объем крови, выталкиваемой сердцем за одну систолу. Нужно лишь поделить минутный объем на количество сердечных сокращений за эту минуту. В 1990 г. Европейское общество кардиологов в отношении частоты сердечных сокращений рекомендовало считать нормальными — 50—80 ударов в минуту, но наиболее часто у человека «золотого стандарта» встречается 70—75 ударов. Исходя из этих усредненных данных, ударный объем равен 65—70 мл крови. Другими словами, первая формула, которую вам следует запомнить, следующая:

Минутный объем = Ударный объем x Частота сердечных сокращений

В экстремальной ситуации, условиях патологии или просто при физической нагрузке минутный объем может значительно повышаться, сердце за минуту может перекачивать до 30 л крови, а у спортсменов — и до 40. У нетренированных людей это достигается увеличением частоты ударов (все факторы, приводящие к подобному эффекту, называются хронотропными), а у тренированных — возрастанием систолического объема выброса (такого рода влияния получили название инотропных).

Рассматривая вопросы гемодинамики, стоит остановиться на скорости движения крови по кровеносным сосудам. У физиологов в арсенале имеется два понятия. Первое — объемная скорость кровотока — показывает какое количество крови пройдет по части сосудистого русла за секунду. Этот показатель является постоянным для каждого участка пути, так как за одну секунду через участок сосудистого русла протекает один и тот же объем крови. Попробуем это объяснить.

Рис.1. Объемная (а) и линейная (б) скорость кровотока

Взгляните на рис. 1, а. На нем изображены градуированный лабораторный стаканчик с отметкой 5-миллилитрового объема, система взаимосвязанных разнокалиберных трубок, заполненная «под завязку» водой, и мензурка. Выльем содержимое стаканчика в один из концов системы. Сколько миллилитров выльется в мензурку? Ответ, даже без подсказки нашей картинки, известен любому пятикласснику, знакомому с законом Архимеда. Конечно, 5 мл. Причем выливаться они будут сразу, по мере поступления жидкости с другого конца. А что это значит? А то, что одновременно в любом фрагменте трубчатой системы (широкий ли он или совсем узкий) протекает одинаковый объем поступающей воды. Дальше из мензурки возвращаем жидкость в стаканчик и снова заливаем ее в систему. Думаю, аналогия ясна: «стаканчик» — это желудочки, «разнокалиберные трубки» — сосудистое русло, а «мензурка» — предсердия. Но, если первое и третье пояснений не требует, то второе нуждается в комментариях.

Аорта - это начальная часть системы, самая длинная артерия, достигающей в длину около 80 см и имеющая диаметр 1,6—3,2 см. Однако аорта всего одна. Другое дело капилляры. Даже если каждый из них 1 мм в длину, а диаметр — 0,0005—0,001 см, их около 40 млрд. А это значит, что их общий суммарный просвет в 700 раз больше аорты. При этом не забывайте, что аорта и капилляры — это звенья одной цепи, это нечто очень похожее на только что рассмотренный рисунок. И как вам такая «разнокалиберность»?

И все же, в нашем понимании, скорость— это не миллилитры в секунду, а «расстояние за время», не правда ли? Конечно. И поэтому вводится второе понятие — линейная скорость кровотока, выражающаяся в сантиметрах в секунду. Тут-то о постоянстве говорить не приходится, в разных отделах кровеносного русла она различная. Любому байдарочнику известна такая ситуация: пока скользишь по узкой, поросшей осокой, бесчисленными кувшинками межозерной протоке, едва успевая уследить за коварными подводными корягами и неожиданными порогами, плывешь быстро (рис 1, б), а, выйдя через заросли камыша на гладь искрящегося солнцем озера, теряешь в скорости, весла увязают в воде, как в масле, а байдарка, чувствуя «брюхом» глубину, отказывается подчиняться хозяину и замедляет свой, казалось бы, неуемный бег. В кровеносной системе получается аналогично: пусть объем текущей крови и одинаков, но чем больше суммарный калибр сосудистого звена, тем медленнее движется кровь по каждому из слагаемых, что выражается второй формулой:

Объемная скорость = Линейная скорость/Калибр «звена»

Интерпретируя формулу, видно, что если капиллярное звено в 700 раз превышает аорту в поперечном сечении, то скорость движения крови по капиллярам в 700 раз меньше, чем в аорте. Подсчеты показали, что линейная скорость в аорте составляет около 50 см/с, а в микроциркуляторном русле — в среднем 0,5—0,7 мм/с. В венах же по мере увеличения просвета она возрастает, достигая в полых 30 см/с (рис. 2). Это связано с тем, что суммарное поперечное сечение венул больше, чем у мелких вен, у последних больше, чем у средних, у этих — чем у крупных, наконец, общий «калибр» двух полых вен весьма мал если сравнивать его с диаметром у их притоков, хотя размеры этих сосудов, взятых в отдельности, весьма внушительны.

Рис.2. Линейная скорость кровотока в сосудистой системе