Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
Итак, мы можем записать следующее соотношение, справедливое, пока аортальный клапан открыт, в любой момент времени:
Рж Ра ..2 I 1 d(lVua) /| ,
р ~ ка ~r a d* •
Имеется еще одно, более очевидное соотношение между объемом желудочка V и скоростью крови в аорте: поскольку кровь несжимаема, скорость, с которой она вытекает в аорту, должна быть равна скорости изменения объема желудочка, т. е.
Аиа=--§-. (11.5)
Именно эти уравнения связывают давление в желудочке и его объем с давлением и скоростью движения крови в аорте. В прин-
ципе они дают способ исследования деятельности желудочка по данным изменения давления и потока в аорте. Если, например, мы знаем величины / и А, то по результатам измерения скорости кровотока и давления в аорте (с появлением зондовых датчиков такие измерения удается проводить даже в клинике) можем получить представление об изменениях систолического давления в желудочке и его объема. Однако на практике здесь возникают большие трудности. Например, величина / не определена ни для какой формы желудочка, и изменчивость ее in vivo не изучена. Кроме того, полный объем желудочка V из уравнения (11.5) найти невозможно, если неизвестен конечно-диастолический объем, который заведомо трудно измерить с достаточной точностью. Пока подход, основанный на соотношениях (11.4) и (11.5), не разработан ни теоретически, ни экспериментально.
Наконец, следует указать, что все это описание касается только сил, относящихся к движению крови из желудочка, и не учитывает очень высокого давления (диастолическое давление в аорте), которое должен преодолеть желудочек, чтобы открыть аортальный клапан и положить начало движению крови. При рассмотрении всей механической деятельности желудочка диастолическое давление в аорте выступает как один из доминирующих факторов. Это можно видеть из рис. 12.13: максимальное давление, которое развивает желудочек, превышает давление в аорте на величину, очень малую по сравнению с абсолютными уровнями этих давлений.
Тоны и шумы сердца. Тоны. Общепринятое представление о том, что нормальные тоны сердца возникают при закрытии клапанов, существует уже много лет. Однако в объяснении лежащих в основе этого механизмов так много недоразумений и путаницы, что имеет смысл рассмотреть эти механизмы детально.
В качестве примера выберем митральный клапан и, следовательно, первый тон сердца. Мы видели, что к концу диастолы створки клапана уже сближены друг с другом. Последняя стадия закрытия клапана вызывается обратным движением крови из желудочка в предсердие. Когда клапан закрывается, кровь, находящаяся вблизи него, в силу инерции продолжает свое движение по направлению к предсердию и растягивает клапан. Поскольку створки клапана упруги, они после растяжения стремятся вернуться назад, приводя кровь в движение в противоположном направлении. Клапан вновь проскакивает положение равновесия, и процесс повторяется. Эти колебания продолжаются до тех пор, пока не произойдет их затухания из-за обусловленных вязкостью потерь энергии в крови и в самих створках клапана.
Поскольку разность давлений по обе стороны клапана увеличивается по мере повышения давления в желудочке, положение равновесия клапана в ходе его колебаний, конечно, смещается. В результате процесс колебаний становится несколько более сложным, поскольку упругие свойства створок клапана нелинейны (как
и в случае артерий, и, вероятно, по той же причине — см. гл. 12 — их жесткость увеличивается при растяжении) Тем не менее этот механизм является главным в возникновении высокочастотных колебаний давления в предсердии и в желудочке, и именно эти колебания лежат в основе генерации первого тона сердца.
Бытовавшие в прошлом ошибочные суждения относительно этого механизма имели, по-видимому, два источника. Во-первых, неправильно толковали физические процессы (например, полагали, что изменение знака разности давлений между предсердием и желудочком мгновенно изменяет направление движения крови; на самом же деле очень важным свойством рассматриваемого потока крови является инерция, и такой поток не может изменить направление своего движения мгновенно). Во-вторых, несовершенство измерительных приборов приводило к искажению наблюдаемых явлений и неправильному их толкованию1). Самое бесспорное доказательство того, что источником тонов сердца являются колебания его клапанов, дает одновременная регистрация звуковых колебаний в левом предсердии и в левом желудочке при помощи двух микрофонов. Такая регистрация показывает, что колебания, обусловливающие первый тон, в этих двух камерах противоположны по фазе. Объяснить этот факт можно, по-видимому, только колебательным движением клапана.
Все это не означает, что другие процессы не принимают никакого участия в генерации тонов сердца. Например, флуктуации давления крови приводят в движение стенки сердца, в результате чего, как показано в гл. 12, по ним распространяются упругие волны (от аортального и легочного клапанов эти волны распространяются также и по артериям). Все эти колебания в совокупности перекрывают широкий спектр частот. Если относительно высокочастотные составляющие колебаний (превышающие по частоте 50 Гц) достигают поверхности грудной клетки, их удается услышать через стетоскоп. Кроме того, их можно зарегистрировать точными приборами, такими, как расположенные на кончике зонда датчики давления или микрофоны. Низкочастотные составляющие (вероятно, до 20—30 Гц) регистрируют при помощи обычных зон-довых датчиков давления. В случае, например, закрытия аорталь-
