Фактори, які протидіють гідростатичного тиску - динаміка серцево-судинної системи
Очевидно, що капілярний тиск, що перевищує 85 мм рт. ст. в вені в області гомілковостопного суглоба, має також значно перевищити максимальне колоїдно-осмотичний тиск білків плазми (близько 30 мм рт. ст.). Якщо ефективне капілярний тиск на всьому протязі судинних мереж будь-якої частини значно перевищує максимальну колоїдно-осмотичний тиск, з усіх частин капілярної системи буде фільтруватися рідина, а резорбція її стане неможливою і в результаті цього може статися накопичення рідини в тканинних просторах (набряк). Важливо розглянути можливості пом`якшення подібній ситуації шляхом здійснення наступних механізмів: а) урівноваження внутрішньосудинного тиску позасудинним або тканинним давленіем- б) зменшення висоти безперервних стовпів крові у венах шляхом «насосного» дії-в) повернення неабсорбованої капілярного фільтрату в кровоносне русло через лімфатичну систему.
Внутрішньом`язове тканинне тиск
У м`язах з просторими фасціальними оболонками [10], наприклад в двоголового м`яза плеча і литкового м`яза, в положенні лежачи внутрішньом`язове тиск коливається від 2 до 5 см вод. ст. Кілька більш високу внутрішньом`язове тиск мається на передній великогомілкової і камбаловидной м`язах, покритих тісному фасциальной оболонкою. При вставанні внутрішньом`язове тиск в м`язах з щільним фасціальним покриттям круто піднімається на кілька сантиметрів вод. ст. і потім поступово збільшується до значення 20-30 см вод. ст. Максимальний тиск, що розвивається під час довільного м`язового скорочення, як повідомляють, рідко буває вище 50 см вод. ст., хоча венозний тиск в гомілки перевищує цю величину. У м`язах без тісних фасциальних оболонок під час довільного скорочення тиск збільшується відносно слабко. Наприклад, в прямій мускулатурі стегна тиск не вдавалося підняти вище 20 см вод. ст. при максимальному зусиллі [10]. Хоча реєстровані значення внутрішньом`язового тиску несподівано низькі, м`язові скорочення мають важливе значення для серцево-судинної системи. Mayerson і Burch [11] показали, що є взаємозв`язок між низьким внутрім`язовим тиском і можливістю розвитку непритомності. Ще більш значним є той факт, що довільні м`язові скорочення, мабуть, можуть проштовхувати кров під манжетою, надутим до рівня 90 мм рт. ст. [12]. Якимсь невідомим поки способом скорочення скелетної мускулатури в гомілках може стиснути вени гомілок, навіть коли тиск в них дуже висока. Це лежить в основі м`язового насосного механізму, за допомогою якого венозний тиск в нижніх кінцівках може бути значно знижено під час звичайної ходьби або зміни положення.
М`язовий насосний механізм. Відня кінцівок забезпечені численними клапанами, розташованими в певних місцях по їх ходу. Поки кров безперервно тече по периферичної венозної системі, клапани уздовж всіх венозних каналів відкриті, і стовпи крові не перериваються ні в якій точці. При цих умовах тиск у венах тилу стопи дорівнює тиску вертикального стовпа крові, що піднімається від точки вимірювання до рівня серця (див. Рис. 6.4). Якщо людина робить один крок (рис. 6.7), венозний тиск на рівні гомілковостопного суглоба падає до рівня, еквівалентного тиску стовпа рідини, що тягнеться до коліна, і потім поступово повертається до початкової величини зі швидкістю, яка визначається обсягом кровотоку через кінцівку [13]. Є різні шляхи, по яких кров від стопи може підніматися по нозі. Якщо збережеться хоч один безперервний стовп крові від рівня гомілковостопного суглоба до серця після того, як зроблений крок, венозний тиск в тилу стопи не зміниться. Таким чином, м`язові скорочення повинні викликати повне або часткове спорожнення як глибоких, так і поверхневих вен в межах гомілки або стегна. Коли м`язи розслаблюються, стовпи крові підтримуються закритими внутрівенозное клапанами. Згідно Hojensgard і Stiirup [14], під час ходьби тиск в глибоких і поверхневих венах гомілки може зменшуватися одночасно. Поверхневі вени повинні опорожняться в глибокі вени стегна так, що у всіх венах вище коліна тиск знижується. Це може бути досягнуто або при повному запустінні вен, або шляхом сегментування стовпів крові, так що кожен клапан в стегні закривається і підтримує стовп крові, який не поширюється до вищого клапана. У міру того як через капіляри притікає кров і частково спали глибокі і поверхневі вени поступово наповнюються знову, тиск в тилу стопи знову підвищується до початкового рівня. Періодичні руху нижніх кінцівок, як, наприклад, при ходьбі, підтримують венозний тиск на більш низькому рівні (див. Рис. 6.7), якщо кожний наступний крок відбувається раніше, ніж вени стегна знову заповнюються кров`ю.
МАЛ. 0.7. НАСОСНЕ ДІЮ м`язів ПІД ЧАС ХОДЬБИ.
А. Венозна кров може підніматися але гомілки вздовж глибоких і поверхневих каналів, які пов`язані один з одним у багатьох місцях. Щоб зменшити венозний тиск в області гомілковостопного суглоба, необхідно вимкнути тиск вертикальних стовпів крові, що відтікає від даної області.
Б. Після того як зроблений один крок, венозний тиск в тильній вені стопи значно зменшується і потім поступово піднімається до контрольного рівня. Ходьба підтримує венозний тиск на зниженому рівні (по Pollack, Wood [13]).
Цей м`язовий насосний механізм має важливе додаткове значення: а) значно знижує венозний і капілярний тиск, зменшуючи ефективне капілярний фільтраційне тиск-
б) зменшує обсяг крові, що міститься в венах ноги і, отже, ці вени діють як резервуар, який звільняє депонированную в ньому кров під час м`язової навантаження- в) миттєво прискорює відтік венозної крові від ніг на початку ходьби або бігу. Після того як насосний механізм зупиняється, швидкість венозного повернення знову залежить від швидкості кровотоку через капіляри в вени. Щоб венозна кров текла у напрямку від ноги до черевної порожнини, тиск у венах стегна повинен перевищувати тиск в абдомінальній частини нижньої порожнистої вени, яка не має клапанів. Загалом, вени в межах черевної порожнини наповнені безперервними стовпами крові під тиском, еквівалентним тиску вертикального стовпа, що поширюється до рівня, розташованого трохи вище серця. Критичний аналіз насосних механізмів, проведений Stegall [15], показав, що скорочення м`язів ніг під час бігу можуть значно сприяти просуванню крові. Було виявлено, що під час бігу тиск в черевній порожнині підвищується приблизно на 22 мм рт. ст. Скорочення м`язів ніг при цьому має підняти венозний тиск досить
МАЛ. 6.8. МЕХАНІЗМИ НАСОСНОГО ДІЇ м`язів.
А. Коло верхній частині ікри і швидкість венозного кровотоку при короткому згинанні гомілковостопного суглоба. Швидкість ходу паперу 25 мм / с.
Б. Середнє венозний тиск в спокої і під час бігу у людини. Фігура зведена до зазначеного масштабу. Підстава кожного стовпчика представляє атмосферний тиск щодо даного рівня. Висота стовпчиків пропорційна середньому тиску, що спостерігається під час бігу (з Cir. Res., 19, 182).
МАЛ. 6.9. Трансмуральних ТИСК В абдомінальної ВЕНАХ.
Якщо розтяжна трубка заповнена рідиною і підвішена в резервуарі з водою, стінки її повинні витримувати різницю тисків між внутрішніми і зовнішніми сторонами трубки.
У разі, який ілюструється, стінки трубки витримують не більше ніж 10 см вод. ст. на будь-якому рівні трубки. Черевна порожнина містить рухливі органи з питомою вагою, який близький до питомої ваги крові З цієї причини трансмуральне тиск внутрібрюшііних вен менше 10 см вод. ст. на будь-якому рівні в черевній порожнині.
високо, щоб подолати підвищений абдомінальне тиск і просунути кров до серця в напрямку проти дії гідростатичного тиску. Як показали вимірювання, проведені надзвуковим допплеровским флоуметрія, під час скорочення м`язів кровотік прискорюється як в глибоких, так і в поверхневих венах (рис. 6.8, А). При вимірюванні венозного тиску катетерами, проведеними від правого передсердя вниз по порожнистої вени до гомілковостопного суглоба, виявлено збільшення венозного тиску на рівнях вище підколінних вен і зменшення венозного тиску на рівні гомілковостопного суглоба (рис. 6.8, Б). На підставі літературних даних про м`язовий кровотоці і даних про падіння тиску, представлених на рис. 6.8, Б, була розрахована потужність, що розвивається м`язами ніг при нагнітанні крові вгору у напрямку до серця. При підрахунку несподівано виявилося, що принаймні 30% роботи, необхідної для просування крові по всій системі кровообігу під час бігу, може здійснюватися за рахунок насосної функції скорочення скелетної мускулатури.
внутрішньочеревний тиск
МАЛ. 6.10. Трансмуральних ТИСК В грудній клітці.
При реєстрації за допомогою катетера виявлено, що центральний венозний тиск наближається до атмосферного. Трансмуральне тиск внутрішньогрудних судин фактично являє собою взаємовплив внутрішньогрудинного і внутрішньосудинного тиску. Віутрігрудное тиск чинить розтяжне вплив на судинну мережу в межах грудної клітки.
Черевна порожнина заповнена органами, що мають питому вагу, близький до питомої ваги крові. Гідростатичний тиск вертикального стовпа крові в судинах черевних органів подібно (рис. 6.9) тому тиску, який склалося б, якби черевна порожнина була наповнена рідиною [16]. У спокої венозний тиск, мабуть, перевищує внутрішньочеревний тільки на 5-10 см вод. ст. на будь-якому рівні всередині черевної порожнини як в горизонтальному, так і у вертикальному положенні. Однак діафрагма і черевні стінки можуть одночасно напружуватися під час глибокого вдиху або при фізичному зусиллі, в результаті чого загальне внутрішньочеревний тиск стає вище венозного і черевні вени стискаються. Кров проштовхується у напрямку до вен грудної клітки, так як зворотному відтоку крові з черевної порожнини перешкоджає закриття венозних клапанів. Оскільки в напрямку вгору діафрагма не може розвинути жодної сили, віутрігрудное тиск ніколи не перевищує внутрішньочеревного тиску.
Віутрігрудное тиск
Дослідження на ізольованому серці теплокровних, живиться артеріальною кров`ю тварини-донора, показали, що в серці здійснюються внутріорганние периферичні рефлекси, що виникають при подразненні рецепторів розтягування міокарда, локалізованих у всіх відділах серця, але головним чином в вушках, і змінюють частоту і силу серцевих скорочень, а також багато інших функцій серця. Характер цих рефлекторних реакцій визначається стосунками між ступенем вихідного (фонового) роздратування зазначених рецепторів і силою подразника, що запускає цю рефлекторну реакцію. Ці рефлекси регулюють роботу серця.
Обсяг коллапсировать легких набагато менше обсягу грудної клітини. Так як легкі розтягуються або роздуваються, заповнюючи простір, в якому вони розміщуються, еластична тканина знаходиться в стані розтягування навіть в кінці форсованого видиху. Це еластичне напруга легеневої тканини призводить до того, що внутрішньо грудний тиск нижче атмосферного, за рахунок чого розвивається сила, що розтягує структури, розташовані всередині грудної клітини. Так, еластична трубка, наповнена рідиною, додатково розтягується, якщо вона укладена всередині камери, тиск якої нижче атмосферного. Місце, де внутрішній тиск рідини врівноважується тиском зовні, є рівнем нульового трансмурального тиску. Центральний венозний тиск, виміряний катетером, коливається між величинами трохи вище або трохи нижче атмосферного. Однак трансмуральне тиск у венах і предсердиях вище реєстрованих значень внаслідок того, що тиск в грудній клітці нижче атмосферного. Зовнішній по відношенню до грудної клітки стовпчик рідини, пов`язаний з внутригрудной веною (рис. 6.10), при з`єднанні його з внутрішньогрудних простором піднімається в зв`язку з «засмоктує» дією негативного внутригрудного тиску. Таким манометром визначається «ефективне» венозний тиск всередині грудної клітини. Розтягуюче вплив негативного внутригрудного тиску веде до збільшення трансмурального тиску на всьому протязі грудної порожнини. Розтягуючи великі вени і серце, знижуючи центральний венозний тиск, воно збільшує, таким чином, градієнт тиску від периферії до центру.
МАЛ. 6.11. Грудобрюшная НАСОС.
А. Під час вдиху зменшене внутрігрулное тиск в поєднання зі збільшеним внутрпбрюшним тиском прискорює кровотік від черевних вен до грудної клітки.
Б. Під час видиху потік крові в грудну клітку сповільнюється у зв`язку з одночасним збільшенням внутрішньогрудинного і зменшенням внутрішньочеревного тиску.
Під час нормальної дихальної активності віутрігрудное тиск коливається в середньому близько 5,4 см вод. ст. (-4 Мм рт. Ст.) В кінці нормального видиху. Вдих додатково розтягує легені, знижуючи тиск приблизно до -10,8 см вод. ст. (- 8 мм рт. Ст.). Посилене дихання призводить відповідно до великих коливань внутригрудного тиску. Зміни внутрішньогрудинного і внутрішньочеревного тиску, пов`язані з рухами діафрагми, створюють насосний механізм, який сприяє переміщенню крові в грудну клітку.
Грудобрюшной насосний механізм
Під час вдиху скорочується діафрагма опускається і внутрішньо грудний тиск знижується в зв`язку з посиленням розтягування роздувається повітрям легенів. Одночасно черевні органи зсуваються вниз і вперед-це переміщення веде до розтягування передньої черевної стінки і збільшення загального внутрішньочеревного тиску. Таким чином, під час вдиху градієнт тиску між черевною порожниною і грудною кліткою збільшується і потік крові в грудні вени посилюється (рис. 6.11). Крім того, при цьому відбувається вкорочення нижньої порожнистої вени, що зменшує її ємність, сприяючи притоку крові в грудну клітку [17]. Наростання внутрішньочеревного тиску тимчасово затримується. Коли під час подальшого видиху внутрішньочеревний тиск знижується, потік крові прискорюється від периферії в черевну порожнину.
При видиху розтягнення легенів зменшується і внутрішньо грудний тиск зростає. Внутрішньочеревний тиск зменшується в міру того, як розслабляється і піднімається діафрагма. Нижня порожниста вена подовжується і вміщує більше крові [17]. Таким чином, кров з черевної порожнини в грудну клітку під час вдиху прискорюється, а під час видиху сповільнюється. Якщо видих подовжується шляхом активного скорочення черевних м`язів, діафрагма розтягується, оскільки вона піднімається вище положення спокою, так що внутрішньочеревний тиск збільшується в більшому ступені, ніж піднімається віутрігрудное тиск. У зв`язку з тим що діафрагма розвиває силу при переміщенні тільки в напрямку черевної порожнини, а еластичне натяг легень існує постійно, внутрішньочеревний тиск завжди перевищує віутрігрудное. Завдяки цьому механізму в нормальних умовах завжди зберігається сприятливий для кровообігу градієнт тиску між черевною порожниною і грудною кліткою.
