Лекц_упр_13 (1055142)
Текст из файла
Лекция 13.Регуляция в сердечнососудистой системеЛ01-упрЛекция 13.Регуляция в сердечно-сосудистой системе Сердечно-сосудистый хемостат в установившемся режиме Механика сердечно-сосудистой системыМодель сердечно-сосудистой системыПолная механическая системаИзолированное сердцеИзолированные цепи Установившийся режим Динамический режим Полная схема сердечно-сосудистого хемостатаПредварительная модель: артериальный прессостатСердечно-сосудистый хемостат РезюмеПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТА•Каким образом мы используем только что описанную модель механическойсердечно-сосудистой системы в модели сердечно-сосудистого хемостата, схемакоторой представлена на фиг.
91?•Прежде всего вспомним, что мы разработали эту модель с целью выявитьточную зависимость функции Q=φ(PASe), график которой условно изображен нафиг. 91, от механических параметров сердца и сердечно-сосудистой системы.•По нашему предположению, только что выведенные уравнения и блок-схемыдолжны были дать ответ на этот вопрос, и нам надо было бы только использоватьэтот подробный ответ для описания «черного ящика» на фиг.
91.•Однако этот оптимистический прогноз оправдался далеко не полностью, так какфактически мы всего лишь переместились в своем незнании на одно звенопричинной цепи.•Хотя мы и знаем теперь, что случится с потоком Q, если изменятся какие-либопараметры сердца и (или) цепи, нам все еще не хватает подробной информации отом, как влияют на эти параметры изменения давления PASe.• Имеющаяся в настоящее время информация по этому вопросу весьма неполна, ис самого начала очевидно, что наши попытки построить модель сердечнососудистого хемостата в целом могут в лучшем случае свестись лишь кПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатФиг.
91. Блок-схема сердечно-сосудистого хемостата в установившемсярежиме.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатНачнем с весьма скромной модели, в которой исключены прямые химическиецепи, представленные на фиг. 91, а все параллельные компоненты системы опятьобъединены в одну.
Далее, предположим, что давление PASe влияет только напараметры RS и f. В действительности мы не знаем, какую аналитическуюформу приписать этим функциональным зависимостям; для этого у нас нет нитеоретических, ни эмпирических данных. Однако, поскольку в данном случае мыпоставили перед собой цель указать общую процедуру, а не получить конкретныерезультаты, сделаем некоторые предположения, настолько разумные, насколькоэто возможно, и посмотрим, куда они нас приведут.Есть некоторые основания считать, что гладкие мышцы артериол ведут себя какодноемкостное звено с постоянной времени порядка 5—10 сек.
В соответствии сэтим запишем следующее уравнение:где φR(PASe)— установившаяся зависимость, представленная на фиг. 116.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатЭтот график построен на основании кривыхдавления, полученных Е.Б. Кохом [10], путемподстановки в качестве ординаты параметра RSвместоPAS0.Притакойподстановкепредполагается, что поток Q остаетсяпостоянным, а это почти наверняка не так.Кроме того, существуют данные о том, чточастота сердечных сокращений реагирует наскачкообразное изменение давления PASe почтимгновенно; при этом обычно имеет местоперерегулирование (фиг.
117).Фиг. 116. Установившаясязависимость φR(PASe)ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатПоэтому для описания изменения частотысердечных сокращений при таком воздействиимы используем следующее уравнение:Фиг. 117. Изменение частотысердечных сокращений /(переходныйпроцесс) при скачкообразномизменении давления визолированномкаротидном синусе у собаки.где φf(PASe) — установившаяся зависимость,приведенная на фиг. 118. Эта зависимостьтакже основана на кривых Коха.
Можнопредставить себе, что τf есть малаяпостоянная времени одноемкостного звена,расположенного в синусном узле, аслагаемоеkfР`ASe—чувствительностьбарорецепторов каротидного синуса кскорости изменений давления.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатФиг. 118. Установившаясязависимость φf(PASe).Отношениеkf/τfопределяетвеличинуперерегулирования.
К сожалению, переходныепроцессы частоты сердечных сокращений,наблюдаемые на собаках при положительных иотрицательных скачках давления PASe не всегдасимметричны. Это означает, что здесь имеетсянелинейность, которую мы не учли присоставлении уравнения. Поэтому следуетотдавать себе отчет в том, что уравнения(VIII.53) и (VIII.54) представляют собой лишьгрубые первые приближения, и их не следуетпринимать слишком всерьез. Кроме того,весьма вероятно, что и другие параметры (аименно SL, SR, CVS) также реагируют наизменения PASe.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•На фиг. 119 приведена блок-схемазамкнутой системы; для управлениямеханическойсистемой,схемакоторой приведена на фиг.
104, в нейиспользованы законы управления, окоторых только что шла речь.•Хотяпередаточныефункцииуравнений (VIII.53) и (VIII.54) дляудобства объединены на схеме водном управляющем блоке, следуетотдавать себе отчет в том, что,вероятно,расположеныонивразличных местах организма.Фиг. 119. Блок-схемаартериального прессостата.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•Представленнуюздесьсистемурегулирования мы можем назватьартериальным прессостатом —регулятором, целью которого являетсяподдержаниедавленияPASприблизительнонанормальномуровне при наличии определенныхвоздействий.•На схеме показано одно извозможных простейших воздействий,а именно кровотечение,•но ясно, что подобных воздействийможет быть множество.Фиг.
119. Блок-схемаартериального прессостата.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатФиг. 119. Блок-схемаартериального прессостата.•Отказались ли мы от понятиясердечно-сосудистого хемостата?• Вообще говоря, нет — хемостатнеявно присутствует и на схеме фиг.119, так как компоненты Rs,изменяющиеся под воздействиемдавления PASe не включают текомпоненты RS, которые относятсяк мозгу и сердцу.•Вспомним, что сама управляемаясистемаявляетсянелинейной,поскольку передаточные функциисердца носят гиперболическийхарактер.•Крометого,благодаряиспользуемым законам управленияпоявляетсяпараметрическоевоздействие, что обусловливаетдополнительную нелинейность.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•Исследуя поведение изолированной механической системы, мы не старалисьскомбинировать уравнения сердца и цепи в явной форме, так как гораздо удобнееиспользовать первоначальные уравнения, моделируя их на устройстве с цельюопределения поведения этой нелинейной системы.•То же самое, и даже в гораздо большей степени, относится к замкнутой системе,представленной на фиг.
119•Приедем лишь несколько иллюстрированных примеров поведения этой модели,так как ее изучение с помощью вычислительного устройства иэкспериментальные исследования только начались, а также потому, что вближайшем будущем, несомненно, потребуется ввести значительные изменения вуравнения этой модели. Кроме того, еще раз подчеркнем, что мы заинтересованыбольше в демонстрации общего подхода, чем в приведении конкретныхрезультатов, полученных на данной стадии.•Рассмотрим воздействие PAS на разомкнутую систему.•Рассматриваемому случаю соответствовало бы животное, у которого обакаротидных синуса были бы полностью изолированы [12], а все прочиеартериальные барорецепторы денервированы.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•На фиг. 122 приведены для иллюстрациипереходные процессы давления PAS0 приопределенном скачкообразном воздействии— изменении — PASe в разомкнутой системеприусловии,чтовключеныцепиуправляющих воздействий по f или по RS илиже и та и другая.•Наиболеехарактерноесвойство,демонстрируемоеэтимикривыми,заключается в том, что быстрая реакциясистемы полностью определяется цепью f,Фиг.
122. Переходные процессы в т.е. внезапно наступающей брадикардией.разомкнутой системе при• При том конкретном наборе значенийскачкообразном изменении параметров, который был использован длядавления и различных условиях получения этих кривых, начальный толчок,регулирования (теоретические обусловленный цепью f, почти полностьюкривые).сглаживается,еслидобавляетсяцепьуправления по RS.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•Для сравнения на фиг. 123 приведены двапереходных процесса, наблюдавшиеся у собакидля двух случаев: когда кардиальные ветвиблуждающего нерва интактны и когда ониблокированы атропином.•Быстрая реакция у интактного животноготакже обусловлена внезапно наступающейбрадикардией, которая и дает первоначальныйтолчок на кривой переходного процесса.•Когда брадикардия снимается атропином,реакция протекает значительно медленнее•Таким образом, эти характерные чертыповедения прототипа достаточно хорошоФиг.
123. Переходные процессысогласуются с предсказаниями модели.в разомкнутой системе прискачкообразном изменениидавления у собаки.I — без атропина,II — с атропином.ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостат•Так, характер брадикардии у собак весьма изменчив, и часто сердце как бы«ускользает» из-под регулирующего влияния блуждающего нерва (вагуса) [13].• Выходное давление зачастую постепенно возрастает со временем, а переходныепроцессы при отрицательных перепадах давления обычно отличаются отпереходных процессов при положительных перепадах.•И, наконец, записи переходных процессов на высокой скорости показываютналичие чистого запаздывания (латентного периода) порядка 1 сек, которое неучтено в нашей модели.•Эти недостатки модели сказываются особенно сильно при переходе к реакциямсистемы на другие виды входных функций PAS (t).ПОЛНАЯ СХЕМА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОГОХЕМОСТАТАПредварительная модель: артериальный прессостатФиг.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
