Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
Если одновременно измерить давление в нескольких точках по длине аорты (или, что методически гораздо проще, произвести
Время, мс
Рис. 12.14. Кривые артериального давления, зарегистрированные одновременно в различных участках аорты собаки: точка «О см» находится в самом начале ии-исходящей аорты. [Olson (1968) Aortic blood pressure and velocity as a function of time and position, J. appl. physiol 24, 563—569.]
с помощью зонда ряд последовательных измерений в разных точках аорты и затем совместить кривые во времени, пользуясь, как опорными, сигналами от другого зонда, положение которого фиксировано), то мы обнаружим, что форма волны давления по мере ее перемещения по аорте изменяется (рис. 12.14). Разумеется, волна все больше и больше запаздывает, но, кроме того, она становится круче, ее амплитуда возрастает, тогда как резкий дикротический зубец исчезает. Таким образом, наблюдается удивительное явление: фактический рост систолического давления по мере удаления от сердца. (И это характерно не только для рассматриваемого нами вида животных — собак: такое же явление постоянно наблюдается как у животных других видов, так и у человека.) Конечно, в действительности при удалении волны давления от сердца среднее давление уменьшается. Но установить это непосредственно по записям, представленным на рис. 12.14, трудно, поскольку падение среднего давления по всей аорте составляет всего 0,05-104 Н-м-2 (4 мм рт. ст.), тогда как амплитуда колебаний давления между максимумом в систолу и минимумом в диастолу возрастает примерно вдвое.
Этот процесс увеличения амплитуды пульсовых колебаний давления продолжается и в ветвях аорты, вплоть до сосудов (у собаки) приблизительно третьего поколения ветвления, например до большой подкожной артерии (a. saphena magna), внутренний диаметр которой на голени равен 1—2 мм (см. рис. 12.19). Далее как амплитуда пульсовых колебаний, так и среднее давление круто падают до уровня, характерного для микрососудов.
Радиальное расширение и спадение стенки артерий при прохождении пульсовой волны давления измеряли рядом способов. На рис. 12.15 приведены произведенные одновременно записи изменений диаметра артерии и давления в ней. Видно, что движения
Рис. 12.15. Зарегистрированные одновременно изменения диаметра аорты собаки и давления в течение одного сердечного цикла. [Barnett, Mallos, Shapiro (1961).
Relationship of aortic pressure and diameter in the dog, J. appl. Physiol., 16,
545—548.]
стенки артерии происходят практически в фазе с изменениями давления, иными словами, стенка ведет себя как чисто упругий материал, почти не проявляя гистерезиса, обусловленного ее вязко-упругими свойствами (разд. 7.2). Заметим также, что изменение радиуса артерии мало; при пересчете в относительное удлинение (разд. 7.1) оно составляет всего 7%. Эти наблюдения оправдывают применение для описания поведения стенки артерий линейной теории упругости, поскольку в ней свойства стенки характеризуются постоянным модулем упругости Е (разд. 7.2). Как мы увидим в следующем разделе этой главы, линейная теория упругости в качестве первого приближения с успехом используется при описании пульсовых волн давления и позволяет предсказать скорость их распространения.
Движение крови. Чтобы завершить описание процессов в крупных артериях и перейти к детальному анализу механики этих процессов, необходимо остановиться на движении крови в аорте и ее ветвях. Поскольку все давления и их градиенты меняются во времени, естественно предположить, что это относится и к движению крови. Во всей системе кровообращения мы имеем дело с неуста-новившимся течением, и, как выяснится в дальнейшем, это сильно усложняет физическую теорию, которую нам предстоит использовать. Более того, это означает, что для понимания происходящих процессов необходимо уметь точно измерять мгновенные значения расхода или скорости крови, а весьма часто одновременно производить и запись давления. Осуществление таких измерений даже в опытах на животных, когда возможен хирургический доступ к круп-
ным сосудам, является непростой методической задачей. У человека же доступ к сосудам большого круга крайне ограничен, поэтому данные такого рода весьма скудны. Запас таких сведений пополняется в настоящее время (хотя и медленно) лишь за счет проведения в кардиологических клиниках сложных диагностических исследований с использованием метода зондирования.
На рис. 12.16 представлены кривые давления и расхода крови в восходящей аорте вблизи клапана. При частоте сокращений сердца, характерной для состояния покоя, фаза «прямого» (т. е.
Рис. 12.16. Зарегистрированные одновременно кривые давления и расхода крови в восходящей аорте бодрствующей собаки, находящейся в состоянии покоя. [Noble (1968). The contribution of blood momentum to left ventricular ejection in the dog. Circulation Res., 23, 663—670.]
от сердца) движения крови по аорте составляет примерно от одной четверти до одной трети продолжительности цикла сокращения сердца. Когда частота сокращений сердца возрастает (как это происходит, например, при мышечной работе), продолжительность как систолы, так и диастолы уменьшается, но в разной степени, причем укорочение диастолы гораздо значительнее. Поэтому при частых сокращениях сердца относительная продолжительность прямого движения крови увеличивается и может достигать 50% времени полного цикла.
