методички / сердце / Vazhneyshie_pokazateli_krovoobraschenia_primenyaemye_dlya_otsenki_funktsionalnykh_narusheniy_serdechno-_sosudistoy_sistemy

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ПИРОГОВА МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

____________________________________________________________________________________________________________________

КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ И КЛИНИЧЕСКОЙ ПАТОФИЗИОЛОГИИ

ПАТОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Часть I

ВАЖНЕЙШИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВООБРАЩЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Москва

2014

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ПИРОГОВА МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

____________________________________________________________________________________________________________________

КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ И КЛИНИЧЕСКОЙ ПАТОФИЗИОЛОГИИ

Рекомендуется учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию ВУЗов России в качестве учебного пособия для студентов медицинских ВУЗов.

ПАТОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Часть I

ВАЖНЕЙШИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВООБРАЩЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Методические разработки для самостоятельной работы студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов

Москва

2014

Патология сердечно-сосудистой системы. Часть I. «Важнейшие показатели кровообращения, применяемые для оценки функциональных нарушений сердечнососудистой системы.» Учебно-методическая разработка для самостоятельной работы студентов 3-4 курсов лечебного и педиатрического факультетов. - М.,

РГМУ, 2014, 28 с.

Данное пособие предназначено для работы студентов как в аудиторное, так и во внеаудиторное время и служит введением в современное учение о патофизиологии сердечно - сосудистой системы.

Пособие составлено в соответствии с утверждённой МЗ РФ программой и новым учебным планом для высших медицинских учебных заведений.

Составитель: проф. Ю.С.Свердлов.

Под редакцией проф. Г.В.Порядина

Рецензенты: профессор В.В.Михайлов, профессор В.М.Смирнов.

Оригинал-макет: проф. Ж.М.Салмаси.

- Российский государственный медицинский университет, 2014

2

ВВЕДЕНИЕ

Современное описание физиологии и патофизиологии кровообращения невозможно без использования целого ряда количественных характеристик - специальных “показателей кровообращения”.

Физиологический смысл некоторых из таких важнейших (хотя и простейших) показателей, также как и их значение для оценки кровообращения в норме и патологии рассмотрены в настоящей разработке.

Изучив материалы методической разработки, студент должен уметь:

объяснять устно и письменно все содержащиеся в ней термины и понятия;

рассчитывать величины тех или других показателей кровообращения по данным соответствующих функциональных исследований;

оценивать полученные величины (нормальные, отличные от нормы);

объяснять значение определённых отклонений показателей гемодинамики от нормальных величин в патогенезе расстройств сердечно-сосудистой системы.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

ПОКАЗАТЕЛИ ОБЩЕГО КРОВООБРАЩЕНИЯ:

1. Минутный объём сердца или сердечный выброс.

Минутный объём сердца (МОС) - объём крови, выбрасываемый левым желудочком в аорту или, соответственно, правым желудочком в лёгочную артерию в течение одной минуты*. Определяется произведение ударного объёма на число сердечных сокращений в одну минуту.

МОС = ударный объём х число сердечных сокращений в минуту. Ми-

нутный объём сердца у человека может быть определён инвазивными и неинвазивными способами. Классический инвазивный метод определения минутного объёма сердца - метод Фика.

Для того чтобы определить МОС с помощью этого метода, необходимо измерить:

а) содержание кислорода в артериальной крови; б) содержание кислорода в венозной крови;

в) общее количество кислорода, поглощаемого в одну минуту кровью, протекающей через лёгкие.

Получив все соответствующие данные, рассчитывают МОС, используя со-

отношение: МОС =

Общее количество поглощённого О2 (мл)

О2 артериальной крови О2 венозной крови (мл О2 в 1 л крови)

На практике артериальную кровь получают путём пункции периферической артерии (например бедренной), венозную - с помощью катетера из лёгоч-

3

ной артерии. Для измерения поглощённого О2 используют спирометрические методы или методы газового анализа.

Пример:

Общее количество кислорода, поглощаемого испытуемым в течение 1 минуты, равнялось 300 мл. При этом в 1 литре притекающей к лёгким венозной крови содержалось 130 мл О2, тогда как в 1 литре оттекающей от лёгких артериальной крови содержалось 190 мл О2.

Очевидно, каждый литр крови, протекая через лёгкие, приобретал 190130=60 мл О2. Поскольку общее количество кислорода, перешедшее из лёгочных альвеол в кровь в 1 минуту, равнялось 300 мл, а каждый литр крови уносил 60 мл О2, всего через лёгкие прошло за 1 минуту 300 : 60 = 5 литров крови. Объём крови, прошедшей через лёгкие в одну минуту, есть объём крови, выбрасываемый правым желудочком в 1 минуту в лёгочную артерию, т.е. по определению есть МОС.

Другой метод определения МОС - метод разведения индикатора. Метод основан на принципе, в соответствии с которым неизвестный объём жидкости можно измерить, добавляя к нему известное количество индикатора и определяя затем его конечную концентрацию в исследуемом объёме.

количество введённого индикатора

Объём (л) =

конечная концентрация индикатора (мг / л)

Принцип приложим и к движущейся жидкости, что позволяет измерить величину сердечного выброса (МОС).

На практике МОС определяют путём быстрого “одномоментного” введения индикатора в кровь правого сердца и непрерывного измерения концентрации индикатора в артериальной крови (см. рис. 1). Первые частички индикатора в пробах артериальной крови обнаруживаются через некоторое время после его введения. Их концентрация сначала быстро возрастает до максимума, а затем падает (рис. 1Б, В). Измерив среднюю концентрацию индикатора в первой волне содержащей индикатор артериальной крови и время прохождения этой волны через тот участок артериального сосуда, из которого берут кровь для исследования, можно рассчитать МОС.

Индикатор инъецируется в правое предсердие через катетер, введённый в

сердце через вены правой руки. Непрерывное определение содержания индикатора в крови левой лучевой артерии производят с помощью прибора А. Прибор вычерчивает кривую изменения концентрации индикатора в артериальной крови во времени (Б). Из этой кривой, которая в крупном масштабе показана на В, можно рассчитать среднюю концентрацию индикатора (е) и время прохождения содержащей индикатор крови, через лучевую артерию в точке а.

4

Абсолютная величина МОС не может служить достаточной характеристикой адекватности системного кровообращения, его соответствия метаболическим потребностям организма. Метаболические потребности у разных людей различны, они пропорциональны поверхности тела. Поэтому для оценки соответствия кровотока метаболическим потребностям используют другой показатель - сердечный индекс (СИ). СИ есть минутный объём сердца, отнесённый к поверхности тела.

СИ =

МОС (л / мин)

поверхность тела (м2)

У 95 % здоровых людей, находящихся в состоянии покоя, в положении лёжа на спине СИ колеблется от 2,8 до 4,2 л / мин /м2. Наибольший СИ обнаруживается у детей 8 - 10 лет. Средняя величина СИ = 3,5 л / мин /м2. Величины меньше 2,5 л /мин /м2 и больше 4,5 л / мин / м2 свидетельствуют о патологии.

Снижение СИ характеризует прежде всего сердечную недостаточность кровообращения. В тяжёлых случаях сердечной недостаточности величина СИ может падать до 1 л / мин / м2. Увеличение СИ может быть результатом снижения общего периферического сопротивления сосудов, как это бывает при берибери (тиаминовой недостаточности, сопровождающейся расширением периферических сосудов), артериовенозных шунтах, тиреотоксикозе и некоторых других болезнях.

3. Артерио-венозная разница по кислороду.

Артерио - венозная разница по кислороду - показатель, устанавливающий различия в содержании О2 в артериальной и венозной крови. Содержание О2 выражают в объёмных процентах, т.е. в миллилитрах О2, которые можно извлечь из 100 мл крови. В артериальной крови здорового человека содержится около 18-20 объёмных процентов О2, в периферической венозной крови (в состоянии покоя!) - около 12-14 объёмных процентов. Артериовенозная разница равна таким образом (18 - 12) = 6 объёмным процентам. Когда снижается МОС, падает периферический кровоток, артерио - венозная разница возрастает. Очевидно, что снижение МОС сопровождается увеличением извлечения кислорода из каждой единицы объёма артериальной крови - механизм компенсации. Таким образом при нормальном содержании гемоглобина в крови увеличение артерио - венозной разницы по кислороду в состоянии покоя - прямо указывает на снижение МОС.

4. Коэффициент утилизации кислорода (КУ О2).

Иногда для оценки степени извлечения кислорода тканями из артериальной крови используют “коэффициент утилизации О2”. Его определяют как отношение артерио - венозной разницы по кислороду к содержанию кислорода в артериальной крови.

О2 арт. - О2 вен

6

КУ О2 =

О2 арт У здорового человека в покое КУ О2 равен

18 объёмных % - 12 объёмных %

КУ О2 = ________________________________ 0,3 18 объёмных %

Видно, что у здорового человека в состоянии покоя утилизируется всего только около 1/3 кислорода, находящегося в артериальной крови. Когда снижается МОС, коэффициент утилизации кислорода возрастает.

5. Кровяное давление.

Минутный объём сердца (или системный кровоток) определяется соотношением:

Р аорт. - Р вен.

МОС = ____________________ ; R

где Р аорт. - среднее давление в аорте, Р вен - среднее давление в правом предсердии, R - общее (системное) периферическое сопротивление.

Очевидно, что формула описывающая системный кровоток, является аналогией формулы закона Ома, который устанавливает зависимость силы тока в проводнике от разности потенциалов по концам проводника.

Величина среднего давления в аорте в норме равна приблизительно 100 мм ртутного столба. Падение кровяного давления в аорте ниже определённого уровня (ниже 70 мм ртутного столба) всегда сопровождается тяжёлыми нарушениями системного кровообращения. В то же время серьёзные нарушения общего кровообращения могут происходить без заметных изменений артериального давления крови.

Давление а правом предсердии или центральное венозное давление - важнейший показатель общего кровообращения. Его можно измерить с помощью катетера, введённого в правое предсердие через одну из крупных вен (локтевую, внутреннюю яремную, бедренную). Величина центрального венозного давления в норме приближается к нулю (т.е. к атмосферному). Увеличение центрального венозного давления обнаруживается уже на ранних стадиях недостаточности кровообращения.

Рост центрального венозного давления сопровождается ростом давления в крупных венах. Это легко обнаружить, если в такую вену ввести инъекционную иглу, соединённую с манометром. Обычно иглу вводят в локтевую вену, где давление в норме приблизительно составляет 100 мм ртутного столба (13,6 см водного столба).

6. Сопротивление току крови.

Измерение (точнее расчёт) сопротивления току крови в сосудах малого и большого круга кровообращения представляет значительный интерес для клинической кардиологии, особенно для оценки эффективности терапии болезней,

7

характеризующихся повышением сопротивления току крови (например, эффективности хирургического лечения стеноза митрального отверстия). Сопротивление лёгочных сосудов (Р лег. сосудов) рассчитывают по формуле:

где Р лег. арт. - среднее давление в лёгочной артерии, Р лев. предсерд. - среднее давление в левом предсердии,

Qлег. - лёгочный кровоток, который в отсутствие артерио-венозных шунтов равен МОС.

Аналогично, сопротивление сосудов большого круга кровообращения или общее периферическое сопротивление (R общ. периф.) рассчитывают из соотношения:

где Р аорт. - среднее давление в аорте, Р вен. - давление в правом предсердии, МОС - минутный объём сердца.

Если давление представить в длинах на см2 (дин/см2), а величину кровотока в см3 / с, то величина сосудистого сопротивления (R) будет выражаться в: дин х сек х см-5.

среднее давление (дин/см2)

R = = дин. сек. см-5 кровоток (см3 /сек)

Периферическое сопротивление может быть также выражено в условных единицах периферического сопротивления (ЕПС).

1 мм Hg

1 ЕПС = ______________

1 мл/с

Очевидно за единицу периферического сопротивления в этом случае принимают сопротивление участка сосудистого русла, через который протекает 1 мл крови в секунду тогда, когда разность давлений по концам участка равна 1 мм ртутного столба.

7. Общий объём крови или объём циркулирующей крови.

Общий объём крови (ООК) у взрослого человека составляет около 5000 мл. При этом около 3000 мл приходится на долю плазмы, а 2000 на долю клеточных элементов (прежде всего эритроцитов). ООК зависит от массы тела. Для мужчин и для женщин, не имеющих избыточного веса, на каждый кг массы приходится 79 мл крови ( 10%). Масса крови составляет таким образом у взрослого около 8% от массы тела. (У новорождённых масса крови = 8,5 10%

8

от массы тела. К двум годам “процент массы крови” снижается до 7%, а затем медленно растёт, достигая к 16 годам “взрослых” величин).

ООК пропорционален степени васкуляризации тела. Поэтому относительный (отнесённый к массе тела) объём циркулирующей крови (ОЦК) выше у людей с хорошо развитой мускулатурой и ниже - у тучных. По той же причине он, в среднем, на 20% ниже у женщин, чем у мужчин.

Объём циркулирующей крови определяют с помощью метода разведения индикатора (см. стр. 5). Индикатор, синьку Эванса, например, вводят внутривенно. Спустя 10 минут после введения, когда синька равномерно распределяется в крови, из вены берут пробу крови и центрифугируют. Концентрацию краски в плазме крови определяют спектрометрически. Зная концентрацию краски, рассчитывают общий объём плазмы:

общее количество краски (мг)

Общий объём плазмы (л) =

концентрация краски (мг / л) После этого, зная гематокрит, можно рассчитать ООК (ООК).

100

ООК (л) = общий объём плазмы х ____________

100 - 0,87 Ht

Разность (100 - 0,87 Ht) - есть процентный объём плазмы крови. Множитель 0,87 перед величиной гематокрита вносит поправку на определённый объём плазмы, которая остаётся между эритроцитами после центрифугирования крови и не обнаруживается при визуальном определении гематокрита.

Общий объём крови - важнейший фактор, определяющий величину тока системного кровообращения. При этом важен не столько абсолютный объём крови, сколько соотношение между объёмом крови и объёмом сосудистого русла, которое определяет величину так называемого давления наполнения циркуляторной системы (см. ниже).

8. Давление наполнения циркуляторной (или сосудистой) системы

(Circulatory filling pressure).

Давление наполнения циркуляторной системы - давление крови в сосудах в отсутствие сократительной деятельности сердца. Его можно измерить прямым способом в эксперименте на животных, вызвав фибрилляцию сердца, или наложив зажимы на аорту и полые вены сердца. Через несколько секунд после этого давление крови в артериях и венах сравнивается, достигая уровня давления наполнения сосудистой системы, в норме 7 мм ртутного столба.

Величина давления наполнения зависит от объёма содержащейся в сосудах крови и от растяжимости кровеносных сосудов. Уже небольшие изменения объёма содержащейся в сосудах крови или растяжимости, (тонуса) сосудов приводят к существенным изменениям давления наполнения сосудов. Изменения давления наполнения циркуляторной системы играют существенную роль в физиологии и патофизиологии кровообращения, поскольку разность между давлением наполнения и давлением в правом предсердии определяет величину

9