Факторы, определяющие сердечный выброс

Факторы, определяющие сердечный выброс

Для достижения главной цели гемодинамики сердечный выброс должен всегда точно соответствовать потребностям органов в кровоснабжении. Учитывая же, что при максимальной физической нагрузке, например, мышечный кровоток возрастает почти в 20 раз, становится ясным, что и сердечный выброс должен изменяться в широких пределах. В связи с этим очень важно выяснить, от чего зависит величина сердечного выброса.

На первый взгляд может показаться, что сердечный выброс определяется исключительно работой сердца: чем сильнее и чаще оно сокращается, тем больше перекачивает крови. На самом деле это не так: количество выбрасываемой сердцем крови зависит не только от того, насколько интенсивно работает сердце, но и от количества притекающей к нему крови — венозного возврата:какова бы ни была частота и сила сокращений сердца, оно не может перекачивать крови больше, чем к нему поступает.

Как же в замкнутой системе кровообращения венозный возврат может быть ограниченным? Ведь вся выбрасываемая сердцем кровь, пройдя через сосуды, к сердцу же и возвращается; значит, сколько сердце выбрасывает, столько же к нему обязательно вернется, и поэтому венозный возврат, как и сердечный выброс, должен зависеть только от работы сердца. Однако это было бы справедливо только в том случае, если бы кровеносная система была не только замкнутой, но и абсолютно жесткой (неподатливой). На самом деле в сердечно-сосудистой системе имеется резервуар, обладающий высокой податливостью — вены. Как мы увидим ниже, наличие такого резервуара ограничивает приток крови к сердцу.

Рассмотрим сначала на нескольких последовательно усложняющихся моделях, как вообще в замкнутой системе с насосом приток жидкости к насосу может быть ограничен чем-то, помимо мощности самого насоса.

1. На рис. 14.3, А изображена замкнутая система, образованная жесткой трубкой. Естественно, что в такой системе поток жидкости в трубке зависит только от мощности насоса: каким бы большим ни было сопротивление R, при увеличении мощности насоса он «протолкнет» жидкость через это сопротивление, и вся выброшенная насосом жидкость к нему же и вернется.

2. На рис. 14.3, Б изображена иная модель: трубка также замкнута, но непосредственно перед насосом располагается резервуар, заполненный жидкостью (это — аналог венозного резервуара в сердечно-сосудистой системе). Предположим, что:

¾ объем трубок пренебрежимо мал по сравнению с объемом резервуара (в сердечно-сосудистой системе также большая часть объема приходится на вены большого круга);

¾ имеется некоторое сопротивление притоку жидкости к насосу (в сердечно-сосудистой системе это сопротивление оказывает в основном само сердце, точнее — перикард, ограничивающий способность сердца растягиваться и вмещать кровь);

¾ насос не способен засасывать жидкость из резервуара; он пассивно заполняется жидкостью, а затем ее выбрасывает (точно так же сердце обладает лишь весьма ограниченной способностью к активному засасыванию жидкости, заполняясь преимущественно пассивно).

В такой системе приток жидкости к насосу будет ограничен факторами, не зависящими от мощности насоса. В соответствии с уравнением (12), этот приток равен:

Q_пр = (P_р – P_н)/R_пр, (14)

где Q_пр — приток жидкости к насосу; P_р — давление в резервуаре; P_н — давление на входе в насос (то есть в трубке непосредственно перед насосом); R_пр — сопротивление притоку; или, приняв давление на входе в насос за ноль,

Q_пр = P_р/R_пр (15)

Итак, мы видим, что приток жидкости к насосу определяется давлением жидкости в резервуаре (при условии, что сопротивление притоку постоянно). Давление это в свою очередь, зависит только от двух факторов:

¾ объема жидкости в резервуаре;

¾ ширины (площади поперечного сечения) резервуара.

В самом деле, чем больше мы нальем в резервуар жидкости, тем больше будет уровень этой жидкости и, соответственно, ее давление; с другой стороны, при одном и том же объеме жидкости чем резервуар шире, тем ниже будет столб жидкости и, соответственно, ее давление.

Еще один важнейший вывод: приток жидкости к насосу ограничен факторами, не зависящими от мощности самого насоса. Как бы интенсивно ни работал насос, он не может перекачать жидкости больше, чем поступает в него из резервуара. Представим себе, например, что уровень жидкости в резервуаре равен или ниже среднего уровня жидкости в насосе (пунктирная линия на рис. 14.3, Б); тогда притока к насосу не будет вовсе, независимо от его работы. Отметим, что это обусловлено тем, что насос не может активно засасывать из резервуара жидкость.

3. Теперь рассмотрим модель, более близкую к сердечно-сосудистой системе (рис. 14.3, В). Перед сердцем расположен уже не резервуар в виде наполненного жидкостью сосуда, а упругий резервуар — замкнутая полость с растяжимыми стенками. Это уже гораздо более точный аналог венозного резервуара в сердечно-сосудистой системе: именно вены обладают как наибольшим общим объемом, так и наиболее растяжимыми стенками и как следствие, наибольшей податливостью. Жидкость снова поступает в насос под давлением, имеющимся в резервуаре, только это давление создается уже не столбом жидкости, а растяжением резервуара содержащейся в нем жидкостью. При этом давление в резервуаре зависит от двух факторов:

¾ объема жидкости;

¾ податливости резервуара.

В соответствии с уравнением (10), это давление равно:

P = V/C, (16)

где P — давление в резервуаре; V — объем резервуара; C — податливость резервуара.

В применении к реальной сердечно-сосудистой системе:

¾ объем жидкости — это объем циркулирующей крови ОЦК;

¾ податливость резервуара — это податливость сосудов, и в основном — вен.

Напомним, что податливость, или объемная растяжимость, зависит от растяжимости стенок резервуара и его исходного объема; и то и другое наиболее велико у вен.

Как уже говорилось, последняя модель довольно близка к сердечно-сосудистой системе. Есть, разумеется, и существенные отличия (в частности, в сердечно-сосудистой системе имеются не один, а два круга кровообращения — большой и малый), однако эти отличия не мешают нам сделать следующие два важнейших вывода.

· Сердечный выброс зависит не только от частоты и силы сокращений сердца, но ограничен притоком крови к сердцу, то есть венозным возвратом: больше крови, чем может поступить к сердцу, оно при любой интенсивности своей работы перекачать не может.

· В свою очередь, максимально возможный венозный возврат зависит от того, насколько вены растянуты содержащейся в них кровью (то есть от некоего усредненного давления в венозном резервуаре), а следовательно, от отношения ОЦК к податливости вен.

Таким образом, для поддержания нормального венозного возврата важен не ОЦК сам по себе, а отношение ОЦК к податливости вен; это отношение иногда называют эффективным ОЦК. Например, при паралитическом расширении вен венозный возврат, а следовательно, и сердечный выброс могут резко упасть, несмотря на то, что общее количество крови (ОЦК) остается неизменным. Еще пример: падение сердечного выброса из-за кровопотери можно временно предотвратить тугим бинтованием или надеванием специального обтягивающего костюма, при этом ОЦК, конечно, не изменится, но снизится податливость вен и в результате возрастет эффективный ОЦК.

Знание этих закономерностей позволяет ответить на многие клинически важные вопросы, например:

¾ почему при снижении ОЦК (например, кровопотере) падает сердечный выброс;

¾ почему венозный возврат зависит не только от работы сердца, но и от многих других факторов — работы мышц (см. ниже, разд. «Вены») и пр.,

¾ почему даже небольшое повышение сопротивления притоку крови к сердцу (например, пережатие полых вен) может привести к резкому падению сердечного выброса, тогда как такое же повышение сопротивления артерий или артериол на сердечный выброс влияют мало.

⇐ Предыдущая 252 253 254 255 256257258 259 260 261 Следующая ⇒

Фак­то­ры, оп­ре­де­ляю­щие сер­деч­ный вы­брос

Факторы, определяющие сердечный выброс