5.6. Сердечный выброс и принцип неразрывности потока крови в системе кровообращения

Поскольку выброс объема крови при систоле желудочка, как левого, так и правого отделов сердца должны быть равными, то принцип неразрывности кровотока в обоих кругах кровообращения определяется именно величиной этого (ударного) объема. Можно выделить еще три таких основных фактора, которые определяют объемный кровоток:

а ) преднагрузка,

б) сократимость,

в) постнагрузка.

Оценивая это, необходимо учитывать проявление зависимости ударного объема от притекающей крови (КДО), сосудистого сопротивления соответсвенно в большом и малом кругах кровообращения, а так же такое свойство миокарда как податливоть.

Рис. 54. График зависимости давления и объема, показывающий влияние диастолического объема на силу сокращения желудочков (по Марино).

Преднагрузка. Преднагруза для ситолы желудочков является силы, действующие на мышцу перед ее сокращением, которые в данном случае определяют конечно-диатолическое давление, зависящее, как от конечно-диастолического объема крови (механизм Франка-Старлинга), так и подативости соответствующего отдела миокарда.

Графики на рис. 54 наглядно демонстрируют зависимость систолическую функцию сердца от диастолического объема. По мере увеличения диастолического наполнения желудочка растет как диастолическое, так и систолическое давление. Нарастание диастолического давления является следствием пассивого растяжения желудочков, а увеличение разницы между систолическим и диастолическим давлением является отражением возросшей силы мышечного сокращения. При этом увеличение диастолического давления приводит к повышении указанной разницы, что свидетельствует об усилении сокращения желудочка.

В клинической практике зависимость между преднагрузкой и систолической функцией можно изобразить по крывым, изображенным на графике функции желудочков (рис. 55).

Поскольку измерение КДО трудновыполнимо, то для клинической оценки преднагрузки используют измерение КДД. В норме указанная зависимость выражается резким подъемом, показывающим значительное влияние преднагрузки на систолическю функцию здорового сердца (иллюстрация закона Франка-Старлинга).

При снижении сократительной способности сердца (при сердечной недостаточности) кривая графика наклоняется вниз, что означает увеличение КДД и одновременно уменьшение УО крови.

Р ис. 55. График оценки функции желудочков. Представлена зависимость между преднагрузкой (КДД) и систолической фракцией (УО) (по Марино).

Податливость желудочка и преднагрузка. Однако на форму указанной кривой может влиять еще и способность стенки желудочка растягиваться в ответ на заполнение его кровью в конце диастолы, что обозначают термином – подаливость. Меньшая податливость желудочков может быть вызвана несколькими причинами: гипертрофия левого желудочка и ишемическая болезнь сердца – самые распространённые из них.

Податливость можно рассчитать, сопоставляя изменение КДД с изменением КДО:

Податливость = ΔКДО / ΔКДД

Н а рис. 56 показана зависимость ΔКДО и ΔКДД от податливости миокарда желудочка. По мере снижения податливости (желудочки становятся более ригидными) наклон кривой уменьшается, в разультате КДО при данном КДД будет меньше. Использование в этом случае КДО вызовет переоценку действительной величины преднагрузки (КДД). Насколько важно принять в расчет податливость желудочков, интерпретируя изменения КДД, видно из следующих положений.

• КДД позволяет точно определить преднагрузку только при нормальной податливости желудочков.

• Изменения КДД точно отражают изменения преднагрузки только при неизменённой податливости желудочков.

Рис. 56. Диастолические кривые «давление-объем» для здорового и плохо растяжимого желудочка (по Марино).

Постнагрузка. Постнагрузка определяется сопротивлением, которое должно преодолевать сердце после начала сокращения. Таким образом, этот вид нагрузки затрудняет работу сердца. Для здорового сердца постнагрузка равна наибольшему напряжению стенки желудочка во время систолы.

Взаимоотношение между внутрисердечным давлением и напряжением стенки. Согласно закону Лапласа, повышение давления внутри желудочков при сокращении связано с уменьшением их размеров. При этом рост давления миокарда на кровь сопровождается развитием напряжения в самой стенке, величина которого может быть определена по формуле:

Р_t = F  2d / r, (5.3)

где: Р_t – трансмуральное давление, зависящее от соотношения внутреннего и внешнего давления на стеку; F - напряжение в стенке сердца, r - радиус, d - толщина стенки.

Если условно принять желудочек за сферу, радиус которой в период изгнания уменьшается, а толщина стенки увеличивается, то вышеприведенная формула свидетельствует о том, что с возрастанием давления напряжение стенки увеличивается. Исходя из указанной формулы, напряжение растет пропорционально радиусу и обратно пропорционально толщине стенки:

F = Р_t r / 2d (5.4)

Как показано в таблице 5.3, при помощи компонентов уравнения Лапласа можно определить факторы, из которых складывается постнагрузка. Это три основных:

1. плевральное давление,

2. артериальное сопротивление,

3. КДО.

Преднагрузка, то есть, объем крови, который должен быть перемещен во время систолы, также входит в формирование постнагрузки.

Плевральное давление. Отрицательное давление, увеличивая трансмуральное давление, одновременно увеличивает и постнагрузку, так как растягивает кнаружи стенку желудочка. Естественно, что сокращающемуся миокарду приходится дополнительно тратить силу на его преодоление для опорожнения желудочка. Это одна из причин того, что при вдохе УО становится несколько неже. Если падение систолического давления на вдохе превышает 15 мм рт.ст., то такое состояние называют парадоксальный пульс, поскольку подобное состояние обусловлено проявлением естественного механизма, а не следствтем парадоксальной реакции.

Таблица 7. Факторы, обусловливающие постнагрузку желудочков.

Положительное плевральное давление (максимальный естественный выдох или выдох при искусственной вентиляции легких) может, напротив, улучшать опорожнение желудочков, облегчая при систоле движение стенки внутрь.

Это наглядно иллюстрирует запись, приведенная на рисунке 57, о влиянии вентиляции легких на уровень артериального давления. При подъеме внутригрудного давления обеспечивается поддержка сердцу – «разгружается» левый желудочек.

И мпеданс. Гидравлическая сила, создающая сопротивление пульсовым изменениям давления и потока известна под названием импеданс. Эта сила является основной в создании постнагрузки желудочка. Эта сила наиболее выражена в крупных артериях, прилегающих к сердцу. Подробнее она рассматривается ниже при изложении кровообращения в кровеносных сосудах.

Рис. 57. Колебание артериального давления во время искусственной вентиляции легких с положительным давлением (по Марино).