Коротка теорія і метод вимірювань

СЕРЦЕВИЙ ЦИКЛ. Послідовність скорочень камер серця називаютьсерцевим циклом. За час циклу кожна з чотирьох камер проходить не тільки фазу скорочення (систоли), а й фазу розслаблення (діастоли). Першими скорочуються передсердя: спочатку праве, майже зразу ж за ним ліве. Ці скорочення забезпечують швидке заповнення кров’ю розслаблених шлуночків. Потім скорочуються шлуночки, які з силою виштовхують вміщену в них кров. У цей час передсердя розслаблюються і заповнюються кров’ю з вен. Кожен такий цикл продовжується в середньому 6/7 с.

При кожному скороченні правий і лівий шлуночки виштовхують однакову кількість крові - систолічний об’єм. Систолічний об’єм V(см³) виражається згідно спрощеній залежності Старра:

V = 90,97 + 0,54Р_п – 0,57Р_д – 0,61В, (1)

де Р_п = Р_с – Р_д – пульсовий тиск, _, Р_с – систолічний тиск, Р_д – діастолічний тиск (всі тиски - в мм рт. ст), В – кількість років людини.

Об’єм крові, який виштовхується серцем за одну хвилину, називається хвилинним об’ємом кровотоку, який дорівнює систолічному об’єму, помноженому на число серцевих скорочень за хвилину.

КРОВ’ЯНИЙ ТИСК. У різних ділянках серця і великих судин тиск, який створюється скороченнями серця, неоднаковий. Кров, яка повертається в праве передсердя по венах, знаходиться під відносно малим тиском – близько 1-2 мм рт. ст. Правий шлуночок, надсилаючи кров у легені, під час систоли доводить цей тиск приблизно до 20 мм рт. ст. Кров, яка повертається в ліве передсердя знов-таки знаходиться під малим тиском, який при скороченні передсердя підвищується до 3-4 мм рт. ст. Лівий шлуночок виштовхує кров з великою силою. При його скороченні тиск досягає приблизно 120 мм рт. ст., і даний рівень підтримується в артеріях усього тіла. Відтікання крові в капіляри в проміжку між скороченнями серця знижує артеріальний тиск приблизно до 80 мм рт. ст. Ці два різні тиски, а конкретно систолічний і діастолічний тиски, разом узяті, і називають кров’яним або, точніше, артеріальним тиском. Таким чином, типовий “нормальний” тиск – 120/80 мм рт. ст.

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ КРОВІ. Для безпосереднього вимірювання артеріального тиску у тварин артерію оголюють, надрізають і в розріз вводять зігнуту трубку-канюлю, яка являє собою трубку Піто. Канюля з’єднана з манометром або із самописцем, який відображає криву зміни тиску крові в артерії. При операціях іноді проводять безпосереднє вимірювання тиску крові в порожнинах серця введенням через аорту або через порожнисту вену тонкого зонду з прикріпленим до нього мініатюрним датчиком, у якому зміни тиску створюють електричні імпульси, що підсилюються та реєструються електронною апаратурою.

Вперше виміри артеріального тиску було зроблено С. Галеном у 1733 р. шляхом з’єднання стегнової артерії коня з латунною трубкою висотою 2 м (на таку висоту піднімається кров під дією систолічного тиску 150 мм рт. ст.). Длязменшення висоти підняття крові Пуазейль використав U-подібний ртутний манометр, який з’єднувався з канюлею гумовим шлангом, заповненим для перешкоджання звертання крові розчином соди. Відтоді і до сьогодення кров’яний тиск прийнято вимірювати в мм рт. ст.

Метод безпосереднього вимірювання тиску пов’язаний із втратою крові і больовими відчуттями. Більш досконалий манжетний спосіб, був запропонований у 1896 р. італійським лікарем Ріва Роччі і удосконалений у 1905 р. російським лікарем Н. С. Коротковим. Метод оснований на прослуховуванні шумів, створених пульсовими хвилями. При вимірюванні тиску у людини між плечем та ліктем накладають порожнисту гумову манжету і накачують у неї повітря до того часу, поки в променевій артерії не припиняється потік крові і не зникає пульс. Потім повітря із манжети за допомогою вентиля потроху випускають, і тиск на артерію слабшає. Коли тиск на артерію стане рівним систолічному, кров починає проштовхуватись через стиснуту артерію і в ній створюється турбулентний потік, який супроводжується шумами (тони Короткова). Ці шуми добре прослуховуютьсячерез фонендоскоп, і за манометром реєструється відповідний цьому моменту систолічний тиск. При подальшому зниженні тиску в манжеті просвіт артерії поступово поновлюється до нормального, потік крові стає ламінарним, і шуми, пов’язані з вихрами в турбулентному потоці, завершуються. Показання манометра в момент зникнення шумів відповідає мінімальному, тобто діастолічному, тиску. Зазначимо, що при вимірюванні тиску у тварин манжету можна накладати на плечову, стегнову, скроневу артерії, а також на основу хвоста.

Найбільш удосконалений спосіб вимірювання тиску оснований на ефекті Доплера. Під манжету на поверхню тіла накладають випромінювач та приймач ультразвуку. На артерію направляють ультразвукову хвилю. Коли тиск у манжеті стає меншим систолічного, артерія розтискується, її стінки починають рухатись, і при відбиванні ультразвукової хвилі від рухомої стінки виникає ефект Доплера, тобто зміна частоти ультразвуку, який сприймається реєструючим пристроєм. Тиск у манжеті, коли ефект Доплера припиняється, відповідає діастолічному тиску.

Існують також електронні вимірювачі тиску ЕВТ, принцип дії яких ми не розглядаємо. Перевага двох останніх методів полягає в тому, що вони дозволяють реєструвати тиск протягом тривалого часу із графічним записом, що дає можливість досліджувати зміни тиску при фізичних навантаженнях, під час операцій і т. ін.

РЕГУЛЯЦІЯ СЕРЦЕВИХ СКОРОЧЕНЬ. Серце дорослої людини звичайно скорочується з частотою 60-80 разів за хвилину. При тахикардії – серце людини скорочується з частотою більше 80 скорочень за хвилину. При брадикардії – серце дорослої людини скорочується менше ніж 60 разів за хвилину. У дітей частота серцебиття вища: у немовлят приблизно 120, а у дітей до 12 років – 100 скорочень за хвилину. Частота серцевих скорочень звичайно тим більша, чим менша маса живого організму, тому що, чим менша маса, тим більше відношення площі поверхні до об’єму даного тіла і тим більші тепловтрати в навколишнє середовище, значить, тим більший обмін речовин і більше поглинання організмом кисню. Вказані величини є середніми і, залежно від умов, можуть дуже швидко змінюватись.

Фізичні навантаження також підсилюють симпатичні впливи на серце і підвищують частоту серцевих скорочень аж до 170 разів за хвилину і більше, але цей ефект, очевидно, реалізується не через вазомоторний центр, а напряму через спинний мозок.

Ряд факторів впливає на роботу серця безпосередньо, без участі нервовоїсистеми. Наприклад, підвищення температури серця прискорює ритм серцевих скорочень, а зниження – сповільнює його. Деякі гормони, такі, як адреналін і тіроксин, теж спричиняють прямий ефект і, надходячи в серце з кров’ю, підвищують частоту серцебиття.