Реакція серцево-судинної системи при вставанні - динаміка серцево-судинної системи

Відео: Аналіз складу тіла і динаміка кардіологічних показників атлетів-кроссфітеров

РЕАКЦІЇ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ ЗМІНИ ПОЛОЖЕННЯ ТІЛА
частина I
РЕАКЦІЯ Серцево-судинної системи НА вставанням

Зазвичай серцево-судинну систему людей і тварин досліджують при горизонтальному положенні тіла. У цьому положенні гемодинаміка найбільш стабільна, так як багато артерії та вени розташовуються в цьому випадку приблизно на рівні серця. Коли людина встає, ці кровоносні судини орієнтуються вертикально і довгі безперервні стовпи крові в них створюють великий гідростатичний тиск. При цьому артеріальний, капілярний і венозний тиск в нижніх кінцівках значно збільшується і системне кровообіг має швидко пристосуватися до нових умов. Якщо необхідні компенсаторні механізми недостатні або вони включаються занадто повільно, вставання призводить до ортостатичної гіпотонії. У положенні стоячи у людей часто виникають запаморочення під впливом стимулів, які зазвичай мало впливають на лежачу людину. З огляду на, що більшу частину свого життя людина проводить у вертикальному положенні, доречно розглянути механізми регуляції серцево-судинної системи саме в цьому положенні.

ВИМІР ВЕНОЗНОГО ТИСКУ

Для вимірювання стійких тисків необхідні лише вертикальний стовп рідини в манометрі і точна лінійка. Потрібно пам`ятати, що навіть найбільш складні прилади для вимірювання тиску вимагають калібрування за допомогою таких простих способів визначення тиску. Таким чином, рідинний манометр є основним інструментом для реєстрації тиску.
Периферичний венозний тиск
Венозний тиск можна виміряти за допомогою голки, приєднаної через триходовий кран до вертикального манометру. З шприца в манометр швидко вводиться стерильний фізіологічний розчин до рівня вище величини венозного тиску (рис. 6.1, А). Потім кран повертається так, щоб порожнину вертикальної трубки з`єдналася з порожниною голки. Фізіологічний розчин надходить в вену до тих пір, поки висота вертикального стовпа фізіологічного розчину не врівноважується з венозним тиском в точці, де знаходиться голка.
Інший прилад - флебоманометрія Burch і Winsor [3] добре пристосований до вимірювань тиску в великих і малих венах (рис. 6.1, Б). У цьому апараті маленька голка прикріплюється до капіляри, з`єднаному через гумову трубку з невеликою повітряною камерою, ємність якої можна змінювати, підвищуючи тиск в системі.

МАЛ. 6.1. ВИМІР ПЕРИФЕРИЧНОГО ВЕНОЗНОГО ТИСКУ.
А. Венозний тиск можна виміряти вертикальним манометром, заповненим фізіологічним розчином і приєднаним до голки, введеної в вену. Стовп рідини у вертикальній трубці спускається до тих пір, поки його тиск не врівноважується з венозним тиском в точці вимірювання.
Б. флебоманометрія Burch і Winsor [3] складається з маленької голки, прикріпленою до скляного капіляри, частково заповненому стерильною
рідиною. Інша частина системи, крім водяного манометра, заповнюється повітрям. Манометр реєструє тиск в системі, регульоване шляхом повертання гвинта на компресорній камері доти, поки рідина в скляному капілярі не стає нерухомою. Тоді тиск у водяному манометрі показує венозний тиск (при обліку поправки на величину капілярного і гідростатичного тиску в голці і манометричної трубці).

Водяний манометр показує тиск повітря всередині трубок. У капілярну трубку натягується стерильний фізіологічний розчин до тих пір, поки меніск не дійде до стандартного рівня. Якщо венозний тиск перевищує тиск всередині флебоманометрія, то при введенні в вену голки меніск зміститься далі вздовж капіляра. Піднімаючи тиск в системі, можна повернути меніск до стандартного рівня, в цьому випадку тиск в манометрі стане рівним венозного тиску. На «капілярність» голки і трубки повинна бути зроблена поправка (= 20 мм вод. Ст.). Більш компактний варіант цього приладу описав Sodeman [4]. Введення чутливих електронних систем стеження за тиском значно полегшило вимір венозного тиску і дало можливість реєструвати його безперервно. В даний час промисловістю випускається цілий ряд датчиків, що дозволяють проводити тривалу реєстрацію тисків в венах, великих і малих, практично у всіх частинах тіла. Сутність і експлуатаційні характеристики таких вимірювальних приладів описані досить докладно Fry [5] і Frank [6]. Способи катетеризації вен докладно описані Thompson і McIntosh [7].
Значення венозного тиску. Кров в вени надходить з капілярів, а з вен притікає до серця. Таким чином, венозний тиск значно впливає на функцію і капілярів і серця. На підставі тиску в найдрібніших периферичних венах можна судити
про мінімальному тиску в капілярах даної області, оскільки капілярний тиск повинен перевищувати венозний. Ефективне тиск у великих внутрішньогрудних венах відображає діастолічний тиск наповнення шлуночків.
Тиск в правому передсерді коливається між величинами трохи вище або нижче атмосферного, а тиск в екстраторакальних венах на 2-5 см вод. ст. вище.

МАЛ. 6.2. РІВЕНЬ ВІДЛІКУ ПРИ ВИМІРЮВАННІ ЦЕНТРАЛЬНОГО ВЕНОЗНОГО ТИСКУ.
А. Флебостатіческая вісь визначається як лінія з`єднання між двома площинами: середньої фронтальної площиною і площиною, що проходить під прямим кутом до неї, через місце з`єднання IV ребра з грудиною. Флебостатіческая вісь проходить приблизно на рівні середини камери, правого передсердя.
Б. Флебостатіческій рівень використовується як рівень відліку нуля для венозних тисків, вимірюваних в інших місцях тіла, при різних положеннях. Флебостатіческій рівень - горизонтальна площина, що проходить через флебостатіческую вісь.
Часто відбувається досить різке зниження тиску при проходженні вен через стінки грудної порожнини, де Екстраваскулярний тиск падає нижче атмосферного. У здорової людини в положенні стоячи гілки верхньої порожнистої вени спадаються від точки входу в грудну порожнину до рівня на кілька сантиметрів вище рівня правого передсердя. Різке падіння тиску вказує на наявність локального звуження в місці, де вени проходять через грудну мускулатуру або поблизу нього. У всякому разі, тиск у венах рук в нормі не відображає рівня діастолічного тиску в правому шлуночку. Однак, якщо центральний венозний тиск піднімається, наприклад, при застійної недостатності, відмінність між внутрішньогрудних і внегрудним венозних тиском зникає, і тиск у плечовій вені стає надійним індикатором центрального венозного тиску.
Флебостатіческій рівень. Щоб отримати порівнянні значення у різних людей або в будь-якої серії вимірювань, венозний тиск часто вимірюється на рівні правого передсердя. Для цієї мети Burch і Winsor [3] описали стандартну лінію (флебостатіческая вісь), яка проходить поперек грудної клітки між передньою і задньою поверхнями тулуба на рівні четвертого міжребер`я на грудині (рис. 6.2, А). Флебостатіческій рівень- це горизонтальна площина на рівні флебостатіческой осі. Венозний тиск в будь-якій ділянці тіла може бути виміряна за висотою вертикального стовпа рідини вище цієї площини (рис. 6.2, Б).
екстраваскулярний тиск
Для вимірювання тканинного тиску в різних ділянках зазвичай використовуються водяні манометри. Наприклад, тиск в шкірі, підшкірній тканини і м`язах зазвичай реєструється приладами, подібними флебоманометрія (див. Рис. 6.1, Б). Тиск спинномозкової рідини, як правило, вимірюється простими вертикальними манометрами такого типу, який представлений на рис. 6.1, А.

МАЛ.
6.3. СЕРЕДНЯ артеріального і венозного ТИСК У ЛЮДИНИ В ПОЛОЖЕНИИ лежачи.
А. Середнє артеріальний тиск лише злегка знижується від дуги аорти до артеріальним гілкам, наприклад в a. radialis. Цей градієнт тиску обумовлює кровотік через судинну систему.
Б. Венозний тиск також дуже поступово знижується в напрямку від периферії до серця. У маленьких венозних гілках градієнт тиску значно крутіше (по Ochsner et al. [18]).

ТИСК КРОВІ У СУДИНАХ ЛЮДИНИ В ПОЛОЖЕНИИ лежачи

Коли поздовжня вісь тіла розташована горизонтально, довгі стовпи крові розташовуються приблизно на рівні серця. Середній тиск на всьому протязі системного артеріального дерева досить постійно, за винятком невеликого градієнта тиску, пов`язаного з втратою енергії за рахунок тертя при проходженні крові через судини (рис. 6.3). Середній артеріальний тиск знижується тільки на кілька мм рт. ст. Під час струму крові з аорти в артеріальні гілки мають розмір, рівний розміру променевої артерії на зап`ясті. Венозний тиск також лише злегка зменшується між дрібними венозними гілочками в кінцівках і великими центральними венозними каналами. Ochsner і ін. [8] вимірювали тиск в периферичних венах різного діаметру в різних точках по всій поверхні тіла-ці дані у вигляді схеми представлені на рис. 6.3, Б. Відзначимо, що тиск в найдрібніших периферичних венах нижньої кінцівки в середньому дорівнює близько 17 мм рт. ст. і що капілярний тиск перевищує тиск у відповідних венах.

ТИСК, ЯКИЙ НАДАЮТЬ гідростатичного ФАКТОРИ

МАЛ. 6.4. СУТНІСТЬ І ЗНАЧЕННЯ гідростатичного тиску.
А. Тиск стовпа рідини залежить від її специфічної тяжкості і вертикального відстані від точки вимірювання до меніска.
Б. Еластична трубка розтягується тільки, поки внутрішній тиск перевищує зовнішнє. Ці два тиску точно рівні в спавшейся частини трубки.
В. В вертикальному положенні і артеріальний і венозний тиск на рівні гомілковостопного суглоба збільшуються приблизно на 85 мм рт. ст. Якщо рука піднята вище голови, артеріальний тиск на рівні зап`ястя дорівнює приблизно 40 мм рт. ст., а ефективне венозний тиск трохи вище серця менше нуля.
Тиск нерухомого безперервного стовпа рідини в ригидной трубці визначається вертикальним відстанню від точки вимірювання до його вершини (рис. 6.4). У міру віддалення від вершини стовпа рідини тиск всередині трубки зростає завдяки тяжкості стовпа рідини, розташованої вище кожної точки виміру. Строго кажучи, меніск рідини являє поверхню розділу між рідиною і атмосферою, так що загальний тиск дорівнює сумі гідростатичного і атмосферного тиску. В даному обговоренні гідростатичний тиск буде розглядатися як похідне питомої ваги рідини і вертикального відстані від точки вимірювання до рівня меніска, на якому тиск рідини врівноважується з тиском зовні трубки.
Венозна система складається з безперервного ряду розтяжних трубок, при цьому між венозною кров`ю і зовнішнім оточенням вен немає ніякої безпосередньої зв`язку. Якщо в якій-небудь точці вздовж вени тиск всередині неї врівноважується тиском навколишнього тканини, посудину на цьому рівні спадается. Якщо тонкостінна трубка, яка не містить повітря, розташовується, як показано на рис. 6.4, Б, то рідина з резервуара буде текти через трубку завдяки градієнту тиску. Трубка спадается на рівні трохи вище рівня витікання рідини. Нижче цього рівня внутрішній тиск перевищує тиск зовні, і трубка розтягується гідростатичним тиском, яке поступово збільшується в напрямку до розташованих нижче частинам системи. Вище нульового рівня тиск всередині спавшейся трубки одно зовнішньому. Вільно падаюче тіло, як відомо, не має ваги, тому що вся потенційна енергія перетворюється в кінетичну (рух) або втрачається на подолання тертя (у вигляді тепла). Тому, навіть якщо є рідина, поточна через спавшегося частина трубки, бічний тиск точно врівноважується зовнішнім тиском. Якщо здорова людина приймає напівлежаче положення, так що голова і тулуб відхиляються приблизно на 30-45 ° від горизонтальної площини, нижня частина яремної вени розтягується, але в певній точці вздовж її ходу вена спадается в зв`язку з вирівнюванням венозного тиску з тканинним. Ця точка є нульовий рівень ефективного венозного тиску.
У положенні стоячи нульовий рівень ефективного венозного тиску у людини розташовується всередині грудної клітини (рис. 6.4, В). При наявності безперервного стовпа крові, що тягнеться від стопи до рівня серця, тиск у венах у гомілковостопного суглоба має бути близько 85 мм рт. ст. (125 см вод. Ст.). Що це приблизно так для людини в стані спокою, показано експериментально. Подібно до цього і артеріальний тиск на рівні гомілковостопного суглоба має збільшуватися на таку ж величину, т. Е. Він дорівнюватиме приблизно 175 мм рт. ст., якщо середній артеріальний тиск на рівні серця одно 90 мм рт. ст. (Без урахування невеликої втрати енергії на тертя при течії крові, зазначеної на рис. 6.3). Оскільки артеріальний і венозний тиск в нижніх кінцівках за рахунок гідростатичного тиску збільшується на одну і ту ж величину, витрати енергії при циркуляції крові через судини в положенні стоячи нітрохи не більше тих, які є, коли той же судинне русло розташовується горизонтально. Різниця тисків між артеріями і венами на рівні гомілковостопного суглоба по суті така ж, як і на рівні серця. Втрата енергії на тертя уздовж трубки не збільшується, якщо трубці надається U-подібна форма. Наприклад, на рис. 6.5 напірне тиск для трубок А і Б однаково і відтік з кожної трубки по суті однаковий. Вигин трубки у вигляді вертикальної петлі не збільшує суму енергії, необхідної, щоб просунути рідина через трубку. Таким чином, вертикальне положення тіла не вимагає збільшеної енергетичної продуктивності серця, але значно збільшує капілярний тиск в нижніх частинах тіла.