Зміна розподілу крові в периферичному судинному руслі при вставанні - динаміка серцево-судинної системи
Коли здорова людина змінює положення лежачи на вертикальне, кровотік через судинне русло черевної порожнини і нижні кінцівки зменшується (рис. 6.15). Наприклад, в групі людей обчислений кровотік через печінку зменшувався в середньому від 1 713 до 1070 см3 в хвилину [25]. Кровотік через кисть руки швидко зменшується і потім трохи піднімається, досягаючи середнього рівня трохи нижче того, який реєструвався в положенні лежачи. Кровотік через гомілки значно зменшується. Вміст кисню в крові стегнової вени знижується, бо свідчить про те, що утилізується набагато більша частина кисневого резерву. Найбільш помітне зменшення кровотоку через ниркову і верхню брижових артерію виявлялося, коли собаки (див. Рис. 4.17) стояли на задніх лапах з тулубом, розташованим вертикально. Згідно з нещодавно отриманими даними, артеріовенозна різниця по кисню в крові, що проходить через гомілку, збільшується вдвічі, і екстракція кисню з крові зростає на цю величину, навіть якщо нога не несе ніякого навантаження.
Мал. 6.15. ортостатический ефект.
Схематичне уявлення про розподіл крові і кровотоку, коли людина стоїть. Кількість крові в легенях і серці зменшується, а в ногах збільшується. Кровотік через ноги і серцевий викид зменшуються. Поглинання кисню з крові, що протікає через ноги, неминуче стає більш повним.
Теоретично неважко уявити, що в нижніх кінцівках має відбуватися звуження судин. У вертикальному положенні за рахунок гідростатичного тиску піднімається тиск і в артеріях і в венах ніг. Збільшення тиску в артеріях, артеріолах, капілярах і венулах від 50 до 90 мм рт. ст. привело б до розтягування всіх цих судин, викликаючи пасивну вазодилатацию на всьому протязі цього судинного ложа, якби цієї тенденції не протистояла активна вазоконстрикция. Остання могла б також призвести до зменшення швидкості фільтрації рідини через капіляри нижніх кінцівок. Якщо в положенні стоячи людина рухає ногами, як при ходьбі, венозний тиск в нижніх кінцівках значно знижується завдяки насосного дії м`язів (див. Рис. 6.7). При цих умовах градієнт тиску від артерій до вен може раптово збільшитися від 90 до 140 мм рт. ст. Це збільшення має викликати значне посилення кровотоку через судини ніг. Прискорення в результаті цього відтоку крові з артеріальної системи поряд зі зменшенням ударного об`єму (див. Рис. 6.13 і 6.14) може привести до різкого падіння системного артеріального тиску, якщо своєчасно не виникає звуження периферичних судин. При значному зниженні системного артеріального тиску під час вставання може наступити втрата свідомості.
Послідовність постуральних реакцій у часі
Реакції, відображені на рис. 6.15, не здатні здійснити швидкі процеси компенсації і не можуть запобігти різкого падіння системного артеріального тиску. У положенні стоячи значно збільшується гідростатичний тиск в кровоносних судинах нижньої частини тіла, що має викликати їх розтягнення і зменшення периферичного опору одночасно зі зниженням хвилинного об`єму. Коли зменшуються і центральний об`єм крові, і серцеві обсяги, хвилинний обсяг крові знижується приблизно на 20-30%. Зменшення хвилинного обсягу поряд зі зниженням периферичного опору могло б привести до різкого падіння артеріального тиску, якби водночас не виникала рефлекторна вазоконстрикция. При вимірах системного артеріального тиску у здорових людей не виявляється значної зміни його навіть в самому початку пасивного переміщення тіла з горизонтального положення у вертикальне на ортостоле, де дія м`язового насоса ніг мінімально або відсутній. Щоб вивчити тимчасові відносини інтегрованого відповіді на пасивне піднімання до 60 °, Stegall і автор цих рядків реєстрували реакції серцево-судинної системи, як показано на рис. 6.16, в групі з шести здорових людей. Вивчення ходу змін венозного тиску і обсягу кінцівок (рис. 6.16, А) виявляє швидке, але слабке зменшення обсягу рук (10-30 мл) і значне падіння венозного тиску в передпліччя, тоді як обсяг ноги (за даними плетизмографии) збільшується дуже швидко- приблизно на 200 мл протягом 10-15 с і ще на 50 мл до кінця 1-ї хвилини. На всіх кривих окружності ноги первинний артефакт виявляється в зв`язку з явним провисання тканин. Збільшення окружності, обумовлене набуханием, починалося відразу слідом за артефактом. Найбільші зміни було виявлено у верхній частині ікри. Обчислення за показниками датчиків, що вимірюють окружності, показали, що близько 130 мл крові накопичується в стегні і близько 80 мл в ікрі, що становить 80-90% від загального збільшення обсягу кінцівки, виявленого плетізмографіческі.
МАЛ. 6.16. ЗМІНИ ВЕНОЗНОГО ТИСКУ, ОБСЯГУ КРОВІ І КРОВОТОКУ ПІД ЧАС ПАСИВНОГО ЗМІНИ ПОЛОЖЕННЯ ТІЛА В ПРОСТОРІ.
А. Зміни венозного тиску, обсягів руки і ноги і окружності ноги на чотирьох рівнях під час пасивного відхилення тіла вгору на 60е від горизонтального положення. Первинний спрямований вниз спайк на кривих колі являє собою помітне на око провисання тканин.
Б. Зміни кровотоку в пахвовій і стегнової артеріях, зареєстровані ультразвуковими допплерівського флоуметрамі- окружність передпліччя змінюється при періодичної венозної оклюзії, кровотік через палець і частота серцевих скорочень під час пасивного відхилення на 60 ° схожі на ті, які показані в частині А малюнка.
Залишаються 10-20%, ймовірно, припадають на частку стопи. При поверненні в горизонтальне положення кров швидко відтікає від ніг, досягаючи рівня, що мав місце до підйому, протягом 15-20 с. Кров`яний тиск, неодноразово вимірюється сфігмоманометр, протягом усього часу підтримувалося на рівнях, лише на кілька мм рт. ст. відрізнялися від величини тиску до відхилення тіла.
Зміни кровотоку під час пасивного підйому тіла представлені на рис. 6.16, Б. Миттєва швидкість кровотоку в пахвовій і стегнової артеріях (регистрируемая ультразвуковим допплерівський флоуметрия) дуже швидко зменшувалася і інтегрована швидкість кровотоку (пов`язана з об`ємом кровотоку за 5 с) також падала приблизно на 1/3 і 1/2 протягом приблизно 10 15 с, вказуючи на надзвичайно швидку констрикцию судин руки і ноги. Зменшення кровотоку підтверджувалося даними венозної оклюзійної плетизмографии (що здійснюється за допомогою датчика, що вимірює окружність), згідно з якими обчислений кровотік в передпліччя зменшувався від 4,4 до 2,2 м / хв / 100 мм. Ізотермальний датчик шкірного кровотоку в пальці також показав початкове зменшення під час першої частини підйому тіла. При досягненні вертикального положення частота серцевих скорочень поступово піднімалася приблизно від 75 до 90 уд / хв. При поверненні в горизонтальне положення частота серцевих скорочень різко падала до рівня нижче контрольного протягом одного або двох ударів.
Загальний результат змін, що спостерігаються на рис. 6.16, А, Б, доводить наявність процесів надзвичайно швидкої та ефективної компенсації, що нівелює зрушення, викликані переміщенням крові, яка здійснюється шляхом вазоконстрикції і зменшення периферичного кровотоку (необхідних для збереження рівня артеріального тиску). У тих випадках, коли компенсаторна вазоконстрикція затримується або ступінь її розвитку є недостатньою, артеріальний тиск падає, і людина відчуває запаморочення або непритомніє. Це є основним функціональним розладом при так званій ортостатичної гіпотонії, детально описаної в частині II цієї глави.
ВИСНОВОК
У положенні стоячи у дорослої людини середнього зросту артеріальний і венозний тиск, реєстровані на рівні гомілковостопного суглоба, на 85 мм рт. ст. вище, ніж тиск у лежачого горизонтально людини. Різниця між тисками в артеріях і венах залишається незмінною. Повідомлялося, що хвилинний об`єм зменшується при розслабленому стані в положенні стоячи, а не в положенні лежачи. Основна зміна кровообігу, яке викликається гідростатичним тиском - збільшення капілярного тиску в нижніх кінцівках і переміщення крові в них.
Зміна положення тіла не робить ніякого функціонального впливу на судинну мережу спинномозкової порожнини і очі і, ймовірно, на судинну мережу в кістках, оскільки Екстраваскулярний тиск в цих областях точно врівноважує венозний тиск.
Скорочення м`язів ніг під час ходьби пускає в хід так званий м`язовий насосний механізм, який надає три впливу: а) з початком м`язових скорочень кров переміщається з вен ноги завдяки зовнішньої компресії їх-б) тиск у венах і капілярах в нижніх кінцівках утримується на більш низьких рівнях під час активного хожденія-
в) різниця між тиском в артеріях і венах збільшується, так що кровотік через капіляри в вени міг би зрости, якби артеріальний тонус залишався незмінним. Кількість крові, що протікає через вени, залежить від швидкості кровотоку через капіляри.
Зовнішнє тиск, що забезпечується гидростатическим стовпом черевних органів, прагне врівноважити гідростатичний тиск крові у венах черевної порожнини. За рахунок цього механізму велике венозний русло черевної порожнини в значній мірі захищене від розтягування при збільшенні венозного тиску, що виникає в вертикальному положенні. Негативний тиск у грудній порожнині сприяє руху крові від черевної порожнини до грудної клітки. Скорочення діафрагми може збільшувати внутрішньочеревний і зменшувати внутрішньо грудний тиск.
Ефективне, або трансмуральне, тиск в грудних венах, предсердиях і шлуночках вище, ніж тиск, реєстроване зовні, тому що негативний тиск діє як сила, що розтягує. Тиск наповнення правого шлуночка в нормі підтримується на дуже низьких і постійних рівнях шляхом регуляції ємності системи венозного резервуара, за допомогою якої компенсуються зміни кровотоку і загального обсягу крові.
