Лабораторная работа № 2

Изучение сердечно-сосудистой системы. Измерение пульса и артериального давления

Цель: Изучить способы измерения артериального пульса. Изучить метод измерения артериального давления по методу Короткова. Научиться пользоваться тонометром и с его помощью измерить значение артериального давления. Сделать выводы о зависимости пульса и артериального давления человека от выполняемой им физической работы.

Оборудование: тонометр ИАД.

Теоретические сведения

Механическая работа сердца

Сердце нагнетает кровь благодаря ритмическому последовательному сокращению мышечных волокон предсердий и желудочков. Его механической деятельностью управляют процессы возбуждения. Наличие проводящей системы сердца, общих слоев миокарда у обоих предсердий, одновременного прихода возбуждения к клеткам миокарда желудочков делают сокращение предсердий и позже сокращение желудочков практически одновременным.

Безостановочное движение крови по сосудам обуславливается ритмическими сокращениями сердца, которые чередуются с его расслаблениями. Сокращение сердечной мышцы называют систолой, а расслабление – диастолой. При каждой систоле желудочков происходит выталкивание крови из левого желудочка в аорту, из правого желудочка – в легочную артерию, во время диастолы они заполняются кровью, поступающей из предсердий. В предсердия кровь поступает из вен. В обычных условиях систола и диастола четко согласованы во времени. Период, включающий одно сокращение и последующее расслабление сердца, составляет сердечный цикл. Его общая продолжительность у человека равна примерно 0,8 с. Сердечный цикл имеет три фазы: систолы предсердий, систолы желудочков, общая пауза.

Тоны сердца

Изменение давления в камерах сердца и отходящих сосудах вызывает движение клапанов сердца и перемещение крови. Вместе с сокращением сердечной мышцы эти действия сопровождаются звуковыми явлениями, называемыми тонами сердца. При сокращении сердца сначала слышен более протяженый звук низкого тона — первый тон сердца. После короткой паузы за ним более высокий, но короткий звук — второй тон. После этого наступает пауза. Она более длительна, чем пауза между тонами. Такая последовательность повторяется в каждом сердечном цикле.

Первый тон появляется в момент начала систолы желудочка (систолический тон). В основе его лежат колебания створок атриовентрикулярных клапанов, прикрепленных к ним сухожильных нитей, а также колебания, производимые массой мышечных волокон при их сокращении. Эти колебания желудочков и клапанов передаются на грудную клетку. Второй тон возникает в результате захлопывания полулунных клапанов и ударов друг о друга их створок в момент начинающейся диастолы желудочков (диастолический тон). Эти колебания передаются на столбы крови крупных сосудов. Этот тон тем выше, чем выше давление в аорте и соответственно в легочной артерии.

Использование метода фонокардиографии позволяет выделить обычно не слышные ухом третий и четвертый тоны. Третий тон возникает в начале наполнения желудочков при быстром притоке крови. Он отражает вибрацию стенки желудочков. Происхождение четвертого тона связывают с сокращением миокарда предсердий и началом расслабления.

Основные показатели деятельности сердца

Левый и правый желудочки при каждом сокращении сердца человека изгоняют соответственно в аорту и легочный ствол примерно по 70—75 мл крови. Объем одинаков для левого и правого желудочков, если организм находится в состоянии покоя. Этот объем называется систолическим или ударным. Умножив систолический объем на число сокращений в 1 мин, можно вычислить минутный объем. Он составляет в среднем 4,5—5,0 л.

Систолический и минутный объем сердца не постоянны. Они резко меняются при напряженной физической работе. Минутный объем может достигать у человека 20—30 л. У нетренированных это увеличение объема происходит в основном за счет частоты сердечных сокращений, у тренированных — главным образом в результате увеличения систолического объема сердца.

Еще одним показателем является сердечный индекс — отношение минутного объема к площади поверхности тела. При знании минутного объема крови и среднего давления крови в аорте определяют внешнюю работу сердца. В условиях физического покоя она составляет у человека примерно 70 – 110 Дж, при физической работе растает до 800 Дж.

Давление в артериальном русле

Основной функцией артерий является создание постоянного напора, которым кровь движется по капиллярам. Обычно объем крови, заполняющий всю артериальную систему, составляет примерно 10-15 % от общего объема циркулирующей в организме крови.

Уровень кровяного давления, выражаемый в миллиметрах ртутного столба, определяется совокупностью ряда таких факторов, как нагнетающая сила сердца, периферическое, сопротивление сосудов, объем крови. Однако главным из них является работа сердца.

Нагнетающая сила сердца. При каждой систоле и диастоле кровяное давление в артериях колеблется. Его подъем вследствие систолы желудочков характеризует систолическое, или максимальное, давление. Систолическое давление, в свою очередь, подразделяется на боковое и конечное. Боковое давление представляет собой давление крови, передаваемое на стенки сосудов. Конечное давление является суммой потенциальной и кинетической энергии, которой обладает масса крови, движущейся на определенном участке сосудистого русла. Оно на 10 - 20 мм рт. ст. выше бокового.

Разность между боковым и конечным систолическим давлениями называется ударным давлением. Его величина отражает деятельность сердца и состояние стенок сосудов. У человека среднего возраста систолическое давление в аорте составляет 110 - 125 мм рт. ст. В концевых разветвлениях артерий и артериолах оно уменьшается до 20 - 30 мм рт. ст., что связано с высоким гидродинамическим сопротивлением этих сосудов.

Спад давления во время диастолы соответствует диастолическому, или минимальному, давлению. Его величина зависит главным образом от периферического сопротивления кровотоку и частоты сердечных сокращений.

Разность между систолическим и диастолическим давлением, т.е. амплитуду колебаний, называют пульсовым давлением. Пульсовое давление пропорционально объему крови, выбрасываемой сердцем при каждой систоле. В мелких артериях пульсовое давление снижается, а в артериолах и капиллярах — постоянно.

Эти три величины — систолическое, диастолическое и пульсовое давление крови — служат важными показателями функционального состояния всей сердечно-сосудистой системы и деятельности сердца в определенный период времени.

Как известно, в любой замкнутой системе трубок с нагнетающим устройством типа насоса наибольшее давление возникает в прилежащей к насосу области. По мере продвижения по трубкам давление расходуется на преодоление сопротивления. Если рассматривать кровяное русло как систему замкнутых трубок, то из этого следует, что давление крови, обусловленное работой сердца, по мере удаления от сердца будет падать. Следовательно, чем больше будут разветвляться сосуды, тем сильнее будет падение давления. Наиболее значительно падение давления в артериолах и капиллярах. В результате этого кровь в венах течет под низким давлением, которое, в свою очередь, постепенно понижается по направлению к правому предсердию.

В плечевой артерии здорового человека в возрасте 20 – 40 лет систолическое давление составляет 110—120 мм рт. ст., диастолическое — 70—80 мм рт. ст., пульсовое — 40 мм рт. ст. В мелких сосудах большого круга кровообращения разность между этими уровнями, т.е. пульсовое давление, значительно меньше. Давление в легочной артерии малого круга кровообращений равно соответственно 25 и 10 мм рт. ст.

Повышение артериального давления по сравнению с определенными для данного организма величинами называют артериальной гипертензией, снижение — артериальной гипотензией.

Помимо систолического, диастолического и пульсового артериального давления существует так называемое среднее артериальное давление. Оно представляет собой как бы равнодействующую колебаний артериального давления в разные фазы сердечного цикла, среднюю величину давления, но без пульсовых колебаний, хотя и с таким же гемодинамическим эффектом.

Периферическое сопротивление сосудистого русла большого кровообращения — это второй фактор, определяющий артериальное давление. Сопротивление зависит в основном от диаметра прекапиллярных сосудов — мелких артерий и артериол, вследствие чего их называют сосудами сопротивления или резистивными сосудами. Артериолы имеют толстые гладкомышечные стенки и способны легко изменять свой просвет. Уменьшение просвета приводит к задержке крови в артериях и соответственно к повышению систолического и диастолического давления, ухудшению местного кровообращения питаемой сосудом области. При расширении просвета артериол направленность реакции противоположна.

Количество циркулирующей в сосудах крови и ее вязкость. Этот третий фактор, от которого зависит уровень артериального давления. Обильные кровопотери приводят к снижению кровяного давления, напротив, переливание больших количеств крови повышает артериальное давление.

Артериальное давление зависит и от притока венозной крови к сердцу, например при мышечной работе. Это происходит потому, что, согласно закону Франка-Старлинга, приток крови в сердце усиливает систолическое сокращение и, следовательно, увеличивает ее отток в сосуды.