Биомеханика сокращения сердца систола диастола

Сердце работает в периодическом режиме- фаза сокращения(сист)сменяется фазой расслабления (диаст).Сумма сист и диаст интервалов времени обр период сокращенияТ = t_с + t_д. Величина, обратная периоду наз частотой сердечных сокращений.В норм усл частота в ср составляет f = 75 1/мин.период работы сердца Т = 1/f = 1 мин/75 = 60 с/75 = 0,8 сНа сист0,3 с, на диастолу0,5 с.Сист сердца нач с сокр предсерд. В результате ум объема этих камер пов Р и кровь поступает через предсердно-желудочковыеклапаны в полости желудочк. При сокращ миокарда желудочк,когда Р станов бол,чем в предсерд, эти клапаны закрыв и Р в желудочк быстро пов. Когда оно превысит Р в артер системе,открыв клапаны аорты и легоч артерии,через кот кровь поступает в бол и мал круги кровообр. Время,пока напряж желудочк развивается при закрытых клапанах,наз фазой изометрического напряжения сердца.В этом случае объем камер желудочков не изм.одно сокращение каждый желудочек выбрасывает в артерии 70-100 мл (70-100 см³ ) крови. Эта порция Vc назсистолическим объемом сердца. Поскольку частота сокращения f = 75 1/мин минутный объем сердца (интенсивность кровотока, объемная скорость) определится как произведение систолического объема на частоту: Q = V_с f = 70  75 = 5250 мл/мин = 5,25 л/мин Когда возникает необх в ув интенсивности кровоснабж орган(при выполнении тяжелой физической работы),мин объем может возрастать в 3-4 раз у нетрен лиц и в 5-7 раз у спортсменов.

Механ робота сердца

Сердце соверш мех А,кот расходуется на ув Емех крови, протекающей через лев и прав сердце. Работа сердца расходуется на общее изм Е А = Е₁ + Е₂. Расчеты показывают, что работа прав сердца А_П прибл в 6 раз мен, чем лев Ал, и поэтому вся А: А = А_П + А_Л = А_Л + А_Л = 7А_Л /6 = 7( E₂)/6всю работу, совершенную сердцем при одном

сокращении можно представить:А = мощность развиваемая сердцем будет равна: N = A/ t_с = = 1,1 : 0,3 =3.7 Вт.Работа ТАКЖЕ сердца расх на ув Екин(ув скорости) и Еп крови(ее объемное сжатие).Расчет показ,что Езатраты на движение крови составляют порядка 1% от общего изменения всей энергии, а 99% расходуется на пов Еп. Это значит, что основная работа сердца тратится не на движение, а на объемное сжатие крови.

Движение крови по сосудистой системе

Так как сосудистая система большого и малого кругов кровообращения построены одинаково, будем рассматривать течение крови в большом круге кровообращения. Как уже отмечалось, он начинается самой крупной артерией - аортой с диаметром у взрослого человека порядка D = 3 см. В процессе разветвления артерий наблюдается увеличение их количества, уменьшение диаметра и возрастание суммарной площади сечения кровеносного русла. Наибольшее сечение сосудистое русло имеет в капиллярах. По мере образования венозной системы количество сосудов и соответствующая результирующая площадь сечения уменьшаются.

В большом круге кровообращения объем крови в нормальных условиях остается постоянным. Поэтому здесь справедливо уравнение неразрывности потока: Q = S  W. А если это так, то по мере разветвления артериальной системы скорость движения крови W = Q/S должна уменьшаться и минимальная скорость будет в капиллярах. На рисунке 74 приве-дено распределение средней скорости крови вдоль сосудистого русла.

Если измерить скорость крови в аорте

Рис. 74 (0,5 м/с) и в капиллярах (0,5 мм/с), можно определить площадь поперечного сечения всего капиллярного русла с помощью уравнения неразрывности: S_а W_а = S_к W_к, где S_а - площадь сечения, W_а - скорость крови в аорте, S_к W_к - соответствующие значения величин для капиллярного русла. Отсюда S_к = (S_а W_а ) : W_к = [(D²) / 4]  W_а / W_к = (3,14  9 10^-4 0,5) : (50,5  10^-3 4) = 0,7 м².

Результирующее сечение позволяет определить количество N функционирующих капилляров. Если считать средний диаметр капилляра d = 8 мкм (соответственно площадь s = d² /4) то:

N = S_к : s = S_к : d² /4) = 0,7: 3,14 64 10^-12 /4 = 5,4 10¹¹.

Скорость крови в капиллярах является одним из важнейших показателей, от которого зависит обмен веществ и газов с тканями. При выполнении физической работы, когда значительно повышается минутный объем сердца эта скорость существенно не изменяется. А если это так, то сохранение неизменной W 4к 0 требует открытия новых капилляров, которые в спокойном состоянии не функционируют. По современным представлениям в нормальных условиях функционирует приблизительно 1/4-1/3 всех капилляров в организме.