Клиническая физиология кровообращения

Система кровообращения выполняет в организме ряд функций: транспорт пластических и энергетических веществ, тепла, метаболитов, но главной функцией системы кровообращения является транспорт кислорода. Состояние именно этой функции определяет качество работы системы кровообращения, ибо она является одним из звеньев в цепи транспорта кислорода. Как известно, эта цепь начинается с функции внешнего дыхания (ФВД) (ее недостаточность обусловливает гипоксическую гипоксию), продолжается системой крови, то есть присоединением кислорода к гемоглобину (Hb) (недостаток нормального Hb вызывает гемическую гипоксию), затем системой кровообращения (ее недостаточностью обусловлена циркуляторная гипоксия) и заканчивается тканевым дыханием (его нарушение называют тканевой, или гистотоксической, гипоксией). Из всех звеньев транспорта кислорода именно система кровообращения обладает наибольшими возможностями по компенсации гипоксии.

Как всякая транспортная система, система кровообращения оценивается по скорости движения транспортных единиц (в случае системы кровообращения — по скорости движения HbO₂). Применительно к системе кровообращения нас интересует объемная скорость кровотока. Этот показатель измеряется в л/мин и называется минутным объемом кровообращения (МОК), или минутным объемом сердца (МОС), или сердечным выбросом (СВ). Все три термина равнозначны и имеют одинаковое употребление.

Интегральным показателем работы системы кровообращения является минутный объем кровообращения.

Более точным показателем, строго говоря, является отношение СВ к площади поверхности тела (ее можно определить по номограммам, исходя из роста и массы тела). Такой показатель называется сердечным индексом и измеряется в л/мин·м².

СВ определяется ударным объемом (УО), то есть объемом крови, выбрасываемым ЛЖ за одну систолу, и частотой таких выбросов, то есть частотой сердечных сокращений (ЧСС): СВ=УО·ЧСС. УО, отнесенный к площади поверхности тела, называется ударным индексом и измеряется в мл/м². Некоторые гемодинамические показатели здоровых людей в состоянии покоя представлены в таблице 1.

Таблица 1

Гемодинамические показатели здоровых людей

Сердечный выброс	4-6 л/мин	Сердечный индекс	2,5-4 л/мин·м2
Ударный объем	60-90 мл	Ударный индекс	40-60 мл/м2

СВ зависит от сократительной способности миокарда, обеспечивающей определенную разность давлений крови в начале и конце системы сосудов (АД–ЦВД), и сопротивления, которое оказывают сосуды току крови (общее периферическое сопротивление — ОПСС). Чем выше АД и ниже ОПСС, тем СВ больше, то есть справедливо следующее утверждение:

Поскольку обычно АД >> ЦВД, величину ЦВД часто не учитывают.

Аналогию можно отыскать в законе Ома для электрических цепей: .

Отсюда, кстати, видно, что нельзя уравнивать такие понятия, как АД и кровоток; не АД является главным показателем работы системы кровообращения.

Это можно проиллюстрировать и разницей в КД в малом и большом кругах кровообращения при, естественно, одинаковом МОК. АД в большом круге, как известно, составляет порядка 120/80 мм Hg, в то время как в малом — ≈25/10 мм Hg. Объясняется это разным ОПСС в малом и большом кругах кровообращения.

Поскольку СВ измеряется в л/мин (в системе СИ — м³/с, СГС — см³/с), АД — в мм рт. ст. (в СИ — Па=н/м², то есть сила/площадь, СГС — дин/см²), то единица измерения ОПСС будет следующей. Последнее выражение можно переписать как . Подставляя вместо АД и СВ их единицы измерения, получим: . В системе СГС эта единица — дин·с·см^‑5. Размерность ОПСС (то есть единица измерения, выраженная через фундаментальные размерности массы — m, времени — t и длины — l) следующая: , то есть .

Каким же должен быть СВ в норме? Выше приведенные значения СВ, СИ, УО и УИ относятся к состоянию покоя, который, как известно, нам только снится. Бóльшая часть жизни проходит вне состояния покоя, а система кровообращения в большинстве случаев успешно работает и не в состоянии покоя.

СВ должен быть таким, чтобы удовлетворялись потребности тканей в кислороде.

При возрастании потребности тканей в кислороде СВ должен соответственно увеличиваться. Средний человек может увеличивать СВ до 15-25 л/мин, то есть в 3-5 раз по сравнению со состоянием покоя, а выдающиеся спортсмены — до 50 л/мин (в 10 раз!). Способность увеличивать СВ свидетельствует о степени физической тренированности организма. Кстати, последние цифры подтверждают высказывание о наибольшей способности к компенсации гипоксии именно у системы кровообращения (система внешнего дыхания, например, не может увеличивать на длительное время во столько же раз свои показатели).

Какие же условия должны быть соблюдены, чтобы СВ мог удовлетворять потребности тканей в кислороде?

Первое условие — хорошая сократительная способность миокарда. Это условие может быть соблюдено, если миокард не подвержен каким-либо заболеваниям, то есть он должен быть здоров. Второе условие — достаточный венозный возврат, то есть миокард должен иметь достаточный объем крови, чтобы его перекачать в артериальную систему (систему сосудов высокого давления). Даже при совершенно полноценной сократительной способности миокарда, но при сниженном венозном возврате СВ неизбежно снизится. Здесь важную роль играет закон Франка-Старлинга, гласящий, что чем больше мышца растянута, тем сильнее она затем сокращается. Достаточный венозный возврат хорошо растягивает полости сердца, чем обеспечивает полноценный СВ. Второе условие может быть соблюдено, если объемы сосудистого русла и циркулирующей крови находятся в соответствии. Снижение ОЦК и/или увеличение объема сосудов неизбежно приведут к снижению венозного возврата.

Как же определить, соблюдаются ли эти условия? Другими словами, как оценить состояние системы кровообращения, как узнать, обеспечивает ли СВ потребности тканей в кислороде и если нет, то почему?

Конечно, наибольшую информацию можно извлечь из таких показателей, как ОЦК, СВ, ОПСС. Однако, такая возможность существует не всегда, кроме того, на определение этих показателей требуется определенное время, которое не всегда есть. Достаточно часто оценить работу системы кровообращения можно с помощью показателей, которые получить значительно проще.

Состояние системы высокого давления оценивается с помощью показателя АД, которое измерить достаточно просто. Систолическое АД (СиАД) отражает сократительную способность миокарда, диастолическое (ДАД) — состояние стенок артерий и их тонус. Хорошо известно, например, что при инфаркте миокарда, когда сократительная способность миокарда снижается, в первую очередь снижается СиАД.

О том, что происходит в сосудах обмена (капиллярах), можно судить по цвету, температуре и влажности кожи. Часто при нарушениях кровообращения кожа становится холодной, цианотичной или серой и покрывается холодным липким пóтом. Это следствие нарушения капиллярного кровотока (микроциркуляции). Эти же нарушения имеются не только в коже, но и во внутренних органах, в том числе — почках, что отражается на их работе в виде снижения диуреза.

Степень соответствия ОЦК объему сосудов, а также возможности миокарда по реализации венозного возврата (то есть, сократительная способность миокарда) определяется по центральному венозному давлению (ЦВД). ЦВД — это давление во внутригрудных венах. На практике ЦВД измеряют в верхней полой вене, для чего туда вводят катетер через v. subclavia, jugularis interna или какую-либо другую. Для измерения ЦВД используется аппарат Вальдмана, представляющий собой в простейшем варианте капельницу с физиологическим раствором на штативе с сантиметровой шкалой, соединенную с v. cava через катетер. Как известно, давление столба жидкости зависит только от плотности жидкости, высоты столба жидкости и ускорения свободного падения в месте, где находится столб жидкости (известная формула rgh), что, кстати отражается и в такой единице измерения давления, как мм (h) рт. ст. (r) (g во всех стационарах мира различается столь незначительно, что этим можно пренебречь). Когда столб физиологического раствора соединится с v. cava, его высота начнет изменяться до тех пор, пока не станет такой, что будет обеспечивать давление, равное давлению в v. cava. Останется только измерить высоту этого столба. Важно определить уровень, от которого эта высота отсчитывается, то есть определить 0 шкалы. Он должен находиться на уровне ПП. В клинических условиях 0 располагают на уровне передней или средней подмышечной линии. Главное, чтобы у одного и того же пациента этот уровень при всех измерениях был одним и тем же, так как важно следить не только за абсолютным значением ЦВД, но и за его динамикой. Нормальными цифрами ЦВД принято считать 60-120 мм H₂O. Удовлетворительными пределами считают 40-140 мм H₂O (для перехода в мм Hg эти цифры надо разделить на 13,6 — во столько раз ртуть плотнее воды; плотность физиологического раствора настолько незначительно отличается от плотности воды, что этим пренебрегают).

Если ОЦК меньше объема сосудов (гиповолемия, сосудистая недостаточность), ЦВД будет снижаться. Если же снижена сократительная способность миокарда, когда он не в состоянии реализовать венозный возврат, ЦВД будет повышаться. Если же имеется сочетание этих факторов, ЦВД будет определяться более выраженным из них. При гиперволемии ЦВД также повышается.

Из приведенных выше параметров (АД, ЦВД, темп диуреза, внешний вид кожных покровов) неоправданно большое значение придается АД. Как будет показано ниже, этот показатель определяется многими факторами, но многие врачи подсознательно и незаметно для себя уравнивают понятия АД и кровотока. Однако даже при различных сбоях в работе системы кровообращения АД благодаря работе ССР и включению разных компенсаторных механизмов может оставаться нормальным, в то время, как ЦВД уже выйдет за пределы нормы, снизиться темп диуреза и разовьется, например, цианоз. Таким образом, всегда надо помнить, что АД является показателем степени компенсации кровообращения, но не его состояния. Только оценка всех показателей в комплексе позволит более или менее точно судить о работе системы кровообращения.