Тренировка сердечно-сосудистой системы

Здоровая регуляция движения крови по сосудам возможна лишь при заботе о состоянии сердца и его тренировках. Во время беговых тренировок потребность в насыщении тканей кислородом существенно возрастает. В результате для обеспечения жизнедеятельности организма сердцу приходится перекачивать намного больше крови по сравнению с нахождением тела в состоянии покоя.

У людей, ведущих малоактивный, практически неподвижный образ жизни, основные причины движения крови по сосудам – это исключительно учащение сердечных сокращений. Однако постоянно находясь в стрессовом состоянии, без активизации вспомогательных факторов движения крови, сердечная мышца постепенно начинает давать сбои. Такая тенденция приводит к усталости сердца, когда усиление кровоснабжения тканей и органов происходит краткими, непродолжительными периодами. В конечном итоге отсутствие активности всего организма, направленной на перемещение крови, приводит к заметному износу сердца.

Тренированные подвижные люди, которым не чужды регулярные физические нагрузки, будь то занятия спортом либо активность ввиду трудовой деятельности, обладают мощным здоровым сердцем. Тренированная сердечная мышца способна обеспечивать стабильное кровообращение без усталости на протяжении более длительного отрезка времени. Поэтому активный подвижный образ жизни, разумное рациональное чередование отдыха и физических нагрузок заметно способствуют укреплению сердца и сердечно-сосудистой системы в целом.

Крови имеет значение общее суммарное поперечное сечение кровеносных сосудов.

Чем меньше суммарное поперечное сечение, тем больше скорость движения жидкости. И, наоборот, чем больше суммарное поперечное сечение, тем медленнее ток жидкости. Из этого следует, что количество жидкости, протекающее через любое поперечное сечение, постоянно.

Сумма просветов капилляров в 600-800 раз больше просвета аорты. Площадь поперечного сечения аорты взрослого человека 8 см 2 , поэтому самое узкое место кровеносной системы – это аорта. Сопротивление в крупных и средних артериях невелико. Оно резко возрастает в мелких артериях – артериолах. Просвет артериолы значительно меньше просвета артерии, но суммарный просвет артериол в десятки раз превышает суммарный просвет артерий, а суммарная внутренняя поверхность артериол резко превосходит внутреннюю поверхность артерий, что значительно увеличивает сопротивление.

Сильно возрастает сопротивление в капиллярах (внешнее ). Особенно велико трение там, где просвет капилляра уже диаметра , который с трудом через него проталкивается. Количество капилляров большого круга кровообращения – 2 млрд. По мере слияния капилляров в венулы и вены суммарный просвет уменьшается; просвет полых вен только в 1,2-1,8 раза превышает просвет аорты.

Линейная скорость движения крови зависит от разности кровяного в начальной и конечной части большого или малого круга кровообращения и от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем больше суммарный просвет, тем скорость меньше, и наоборот.

При местном же расширении кровеносных сосудов в каком-либо органе и неизмененном общем кровяном давлении скорость движения крови через этот орган увеличивается.

Наибольшая скорость жвижения крови в аорте. Во время систолы она равна 500-600 мм/с, а во время диастолы – 150-200 мм/с. В артериях скорость равна 150-200 мм/с. В артериолах она резко падает до 5 мм/с, в капиллярах снижается до 0,5 мм/с. В средних венах скорость возрастает до 60-140 мм/с, а в полых венах – до 200 мм/с. Замедление тока крови в капиллярах имеет очень большое значение для обмена веществами и газами между кровью и тканями через стенку капилляров.

Наименьшее время, необходимое для того, чтобы прошла через весь круг кровообращения, составляет у человека 21-22 с. У человека время кругооборота крови уменьшается во время пищеварения и при мышечной работе. При пищеварении усиливается кровоток через органы брюшной полости, а при мышечной работе – через мышцы.

Количество систол в продолжение одного кругооборота у разных животных приблизительно одинаково.

в
отдельных капиллярах

определяют с помощью биомикроскопии,
дополненной кинотелевизионным и другими
методами. Среднее время прохождения
эритроцита

через капилляр большого
круга кровообращения

составляет у человека 2,5 с, в малом круге
– 0,3-1 с.

Сосуды кровеносной системы большой круг

Большой (телесный) круг кровообращения составляют сосуды различного строения и определенного назначения:

К амортизирующим сосудам относятся крупные артерии, самая крупная из которых – аорта. Особенность этих сосудов состоит в эластичности их стенок. Именно это свойство обеспечивает непрерывность гемодинамического процесса в человеческом организме.

К резистивным сосудам относятся менее крупные артерии и артериолы. Функциональное назначение сосудов сопротивления – обеспечение достаточно высокого давления в более крупных сосудах и регуляция кровообращения в самых мелких сосудах (капиллярах). Они называются сосудами мышечного типа за счет своего строения: наряду с небольшим просветом сосудов внутри снаружи у них толстый слой, состоящий из гладкомышечной ткани.

К обменным сосудам относятся капилляры. Их тонкие стенки за счет своего строения (мембрана и однослойный эндотелий) обеспечивают газообмен и обмен веществ при прохождении крови в организме человека по сосудистой системе: с их помощью выводятся из организма отработанные вещества и вносятся необходимые для его дальнейшего нормального функционирования.

И, наконец, к емкостным сосудам относятся вены. Свое название они получили из-за того, что в них содержится основной объем крови в организме, около 75%. Структурная особенность емкостных сосудов – это большой просвет и относительно тонкие стенки.

Объемная скорость

Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров.

ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками
. Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя.

Замкнутость русла дает возможность сделать вывод о том, что через все сосуды, включая крупные артерии и мельчайшие капилляры, в течение минуты протекает одинаковое по объему количество жидкости. Непрерывность этого потока также подтверждает данный факт.

Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.

Методы измерения

Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига.

Более эффективный метод – применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.

При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается.

Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень.

Флоуметрия

Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.

Индикаторный метод

Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями.

Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества.

Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови.

Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.

Кровяное давление и его возрастные особенности

Переменное давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называют кровяным давлением.
Величина давления определяется работой сердца, количеством крови, поступающим в сосудистую систему, интенсивностью ее оттока на периферию, сопротивлением стенок сосудов, вязкостью крови, эластичностью сосудов. Наиболее высокое давление – в аорте. По мере продвижения крови по сосудам давление ее снижается. В крупных артериях и венах сопротивление току крови небольшое и давление крови в них уменьшается постепенно, плавно. Наиболее заметно снижается давление в артериолах и капиллярах, где сопротивление току крови самое большое.

Кровяное давление в кровеносной системе меняется. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту, давление крови при этом наибольшее. Это наивысшее давление называют систолическим
или максимальным.
Оно возникает в связи с тем, что во время систолы из сердца в крупные сосуды притекает больше крови, чем ее оттекает на периферию. В фазе диастолы (расслабления) сердца артериальное давление понижается и становится диастолическим,
или минимальным
Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением. Чем меньше величина пульсового давления, тем меньше поступает крови из желудочка в аорту во время систолы.

В плечевой артерии человека систолическое давление составляетмм рт. ст., а диастолическоемм рт ст. У детей кровяное давление значительно ниже, чем у взрослых. Чем меньше ребенок, тем у него больше капиллярная сеть и шире просвет кровеносных сосудов, а следовательно, и ниже давление крови.

В последующие периоды, особенно в период полового созревания, рост сердца опережает рост кровеносных сосудов Это отражается на величине кровяного давления, иногда наблюдается так называемая юношеская гипертония,
поскольку нагнетательная сила сердца встречает сопротивление со стороны относительно узких кровеносных сосудов, а масса тела в этот период значительно увеличивается. Такое повышение давления, как правило, носит временный характер

Однако юношеская гипертония требует осторожности при дозировании физической нагрузки

После 50 лет максимальное давление обычно повышается домм рт. ст.

У здорового человека величина кровяного давления поддерживается на постоянном уровне. Кровяное давление повышается при мышечной деятельности. Наиболее сильное воздействие на артериальное давление оказывают различные эмоции, как правило, ведущие к повышению давления. В поддержании постоянства кровяного давления важная роль принадлежит нервной системе.

Определение величины кровяного давления имеет диагностическое значение и широко используется в медицинской практике.

Причины движения крови по венам

Основная движущая
сила – разность давлений в начальном
и конечном отделах вен, создаваемой
работой сердца. Имеется ряд вспомогательных
факторов, влияющих на возврат венозной
крови к сердцу.

1.
Перемещение
тела и его частей в гравитационном поле

В
растяжимой венозной системе большое
влияние на возврат венозной крови к
сердцу оказывает гидростатический
фактор. Так, в венах, расположенных ниже
сердца, гидростатическое давление
столба крови суммируется с давлением
крови, создаваемым сердцем. В таких
венах давление возрастает, а в расположенных
выше сердца – падает пропорционально
расстоянию от сердца. У лежащего человека
давление в венах на уровне стопы равно
примерно 5 мм рт.ст. Если человека
перевести в вертикальное положение с
помощью поворотного стола, то давление
в венах стопы повысится до 90 мм рт.ст.
При этом венозные клапаны предотвращают
обратный ток крови, но венозная система
постепенно наполняется кровью за счёт
притока из артериального русла, где
давление в вертикальном положении
возрастает на ту же величину. Ёмкость
венозной системы при этом увеличивается
из-за растягивающего действия
гидростатического фактора, и в венах
дополнительно накапливается 400-600 мл
притекающей из микрососудов крови;
соответственно на эту же величину
снижается венозный возврат к сердцу.
Одновременно в венах, расположенных
выше уровня сердца, венозное давление
уменьшается на величину гидростатического
давления и может стать ниже атмосферного
.
Так, в венах черепа оно ниже атмосферного
на 10 мм рт.ст., но вены не спадаются,
так как фиксированы к костям черепа. В
венах лица и шеи давление равно нулю, и
вены находятся в спавшемся состоянии.
Отток осуществляется через многочисленные
анастомозы

системы наружной яремной вены с другими
венозными сплетениями головы. В верхней
полой вене и устье яремных вен давление
в положении стоя равно нулю, но вены не
спадаются из-за отрицательного давления
в грудной полости. Аналогичные изменения
гидростатического давления, венозной
ёмкости и скорости кровотока происходят
также при изменениях положения (поднимании
и опускании) руки относительно сердца.

2.
Мышечный
насос и венозные клапаны

При
сокращении мышц сдавливаются вены,
проходящие в их толще. При этом кровь
выдавливается по направлению к сердцу
(обратному току препятствуют венозные
клапаны). При каждом мышечном сокращении
кровоток ускоряется, объём крови в венах
уменьшается, а давление крови в венах
снижается. Например, в венах стопы при
ходьбе давление равно 15-30 мм рт.ст.,
а у стоящего человека – 90 мм рт.ст.
Мышечный насос уменьшает фильтрационное
давление и предупреждает накопление
жидкости в интерстициальном пространстве
тканей ног. У людей, стоящих длительное
время, гидростатическое давление в
венах нижних конечностей обычно выше,
и эти сосуды растянуты сильнее, чем у
тех, кто попеременно напрягает мышцы
голени
,
как при ходьбе, для профилактики венозного
застоя. При неполноценности венозных
клапанов сокращения мышц голени не
столь эффективны. Мышечный насос
усиливает также отток лимфы

по лимфатической
системе
.

3.
Движению
крови по венам к сердцу

способствует также
пульсация артерий, ведущая к ритмичному
сдавлению вен. Наличие клапанного
аппарата в венах предотвращает обратный
ток крови в венах при их сдавливании.

4.
Дыхательный
насос

Во время вдоха
давление в грудной клетке уменьшается,
внутригрудные вены расширяются, давление
в них снижается до -5 мм рт.ст.,
происходит засасывание крови, что
способствует возврату крови к сердцу,
особенно по верхней полой вене. Улучшению
возврата крови по нижней полой вене
способствует одновременное небольшое
увеличение внутрибрюшного давления,
увеличивающее локальный градиент
давления. Однако во время выдоха приток
крови по венам к сердцу, напротив,
уменьшается, что нивелирует возрастающий
эффект.

5.
Присасывающее
действие
сердца

способствует
кровотоку в полых венах в систоле (фаза
изгнания) и в фазе быстрого наполнения.
Во время периода изгнания атриовентрикулярная
перегородка смещается вниз, увеличивая
объём предсердий, вследствие чего
давление в правом предсердии и прилегающих
отделах полых вен снижается. Кровоток
увеличивается из-за возросшей разницы
давления (присасывающий эффект
атриовентрикулярной перегородки). В
момент открытия атриовентрикулярных
клапанов давление в полых венах снижается,
и кровоток по ним в начальном периоде
диастолы желудочков возрастает в
результате быстрого поступления крови
из правого предсердия и полых вен в
правый желудочек (присасывающий эффект
диастолы желудочков). Эти два пика
венозного кровотока можно наблюдать
на кривой объёмной скорости кровотока
верхней и нижней полых вен.

Линейная скорость

Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.

Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором – минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.

Скорость на разных участках

Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:

1. Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
2. Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
3. В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
4. Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.

Диагностическая информативность отклонений от указанных значений заключается в возможности выявить проблемную зону в венах. Это позволяет своевременно устранить или предотвратить развивающийся в сосуде патологический процесс.

Определение линейной скорости

Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях.

Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости.

В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.

Другие методы

Разнообразие методик позволяет выбрать такую процедуру, которая помогает быстро и точно исследовать проблемный участок.

Индикаторный

При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты.

Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.

Формула Торричелли

Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта.

Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная – в капиллярах (0.5 мм/сек).

Использование кислорода

При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода.

Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель.

Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд.

Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе

О важности данного процесса говорить не приходится. От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем

Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.

Главная » Послеродовой период » Гемодинамика сердца физиология. С какой скоростью движется кровь в сосудах человека

Основные принципы гемодинамики

Другое с раздела: ▼

Учение о движении крови в сосудах основывается на законах гидродинамики-учение о движении жидкостей. Движение жидкости по трубам зависит: а) от давления в начале и конце трубы б) от сопротивления в этой трубе. Первый из этих факторов способствует, а второй — препятствует движению жидкости. Количество жидкости, текущей трубой, прямо пропорциональна разности давления в начале и в конце ее и обратно пропорциональна сопротивлению.

В системе кровообращения объем крови, которая течет сосудами, тоже зависит от величины давления в начале системы сосудов (в аорте — Р1) и в конце (в венах, впадающих в сердце, — Р2), а также от сопротивления сосудов.

Объем крови, текущей через каждый отдел сосудистого русла в единицу времени, одинаковый. Это означает, что за 1 мин через аорту, или легочные артерии, или суммарный поперечное сечение, проведенное на любом уровне всех артерий, капилляров, вен, протекает одинаковое количество крови. Это и есть МОК. Объем крови, текущей через сосуды, выражают в миллилитрах за 1 мин.

Сопротивление сосуда зависит, согласно формуле Пуазейля, от длины сосуда (l), вязкости крови (n) и радиуса сосуда (r).

Согласно уравнению, максимальное сопротивление движению крови должен быть в тончайших кровеносных сосудах — артериолах и капиллярах, а именно: около 50% общего периферического сопротивления приходится на артериолы и 25% на капилляры. Меньшее сопротивление в капиллярах объясняется тем, что они намного короче артериол.

На сопротивление влияет также вязкость крови, которая определяется прежде форменными элементами и в меньшей степени белками. У человека она составляет «С-5. Форменные элементы локализуются у стенок сосудов, перемещаются вследствие трения между собой и стенкой с меньшей скоростью, чем те, которые концентрируются в центре. Они и играют определенную роль в развитии сопротивления и давления крови.

Гидродинамическое сопротивление
всей сосудистой системы непосредственно измерить невозможно. Однако его легко можно вычислить по формуле, помня, что P1 в аорте составляет 100 мм рт. ст. (13,3 кПа), а Р2 в полых венах — около 0.