Том 2 (1128362), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Ее вычисляют, исходя из формулы для кинетической энергию Е э~ э Расчет работы сердца. В связи с тем что во время систолы отдельные параметры, от которых зависит работа сердца, постоянно меняются, для вычисления этой работы следует проинтегрировать выражения Р. ч' и тчэ/2 по времени от начала до конца периода изгнания. Однако мы примем некоторые допутения, упрощающие эту задачу и в то же время позволяющие вычислять работу с достаточной степенью приближения. Можно считать, что Р— следнее систолическое давление у выхода нэ желудочка (1 мм рт.
ст. соответствует 133 Н/мэ, или 133 Па); ч' — ударный объем (мэ); т — масса «лови, которой придано ускорение, т. е, масса ударного объема (кг); ч — средняя линейная скорость выброса (и/с). Значения всех этих параметров для одной систолы следующие. Янко плаща !Библиотека КоггГОа] В а!аэгаеаЩуапбех.го В Пывкжуапнодго.пг ГЛАВА 19. ФУНКЦИЯ СЕРДЦА 493 Левый желудочек Р = 100 мм рт. ст. = 100.133 Н/мг Р.У = 0931 Н.м л Ч = 70 мл = 70. 1О ь мэ Правый желудочек Р = 15 мм рт. ст. = 15. 133 Н/мг Ч=70мл=70 1О ~мэ; Левый желудочек х ш = 70 г = х ='!0.10 э кг 1 г / пп =0,009Н м ", гпт г = 0,009 Н.м Правый желудочек у = 0,5 м/с Полная работа А = 1,089 Н.
м Работа по перемещению объема против снл давления: Р-У Рабата по сообщению крови ускорпаиш '/г шуг Работа по сообщению крови ускорения изме-. ряется в единицах кг м .с г (Н м) (см. приложение). В старой литературе работа сердца обычно выражена не в Н м, а в килограмм-сила метр (кгс.м). 1 Н.м = 0,102 кгс.м. Работа левого желудочка по перемещению объема против сил давления значительно больше, чем работа по сообщению крови ускорения: на долю последней приходится лишь около 1% общей работы. Таким образом, работа сердца в целом во время систолы определяется главным образом величиной ударного объема и давления в аорте; она сигтлавляегл примерно 1 Н м (0,1кгс м).
Отношение работы цо сообщению крови ускорения к общей работе сердца может значительно возрастать при увеличении ударного объема, сопровождающемся ускорением кровотока. Это отношение увелячиваегся также при снижении эластичности аорты в пожилом возрасте, так как уменъшеиие растяжвмосги кгомпрессяоппой камеры» приводит к падению диаетолической скорости кровотока в аорте (рис. 19.31).
В этих условиях при сястоле сердпу приходится придавать ускорение объему крови, зиачвтельно превышающему ударный. Работа по сообщению крови ускорения в таких случаях может становиться почти равной работе по перемещению объема против давления. Мощность сердца в отвошевке иещвеспг к весу. Мощяосгью называют работу, совершаемую в единицу времеви.
Если частота сокращений сердца соответствует одному сокращению в секунду, то мощяосп, сердца равна примерно ! Вт (Н м/с), или 0,1 кгс м/с. Важной характеристикой двигателя любого типа является отиошеияе мошаости к весу: лля сердца весом около 3 Н это отношение равно 0,3 Вт/Н. Эта величина довольно мала по сравнению с механическими двигателями; так, отношение мошиести к весу цля автомобильного мотора со«тавляет ! 5 — 25 Вт/Н. Оливке при мышечной работе мощность сердца мажет значительно возрастать, и отношение мощности к весу сгавоватся почти таким же, как у механических двигателей. Как бы то ии было, приведенные расчеты показывают, что в принципе можно создать такие искусственные васосы, которые при соответствующих условиях могли бы заменить живое сердце, будучи более легкими.
Потребление кислорода и питательных веществ Энерппо, необходимую для совершения механической работы„сердце получает главным образом за счет окислительного разложения питательных веществ. В этом отношении миокард принципиально отличается от скелетных мьшщ, которые при кратковременных нагрузках могут в значительной мере покрывать свои энергетические потребности за счет аназробиых процессов — образующийся в них «кислородный долг» может быть восполнен в дальнейшем. О значении окислительных процессов для сердца говорит обилие в клетках миокарда митохондрий — органелл, содержащих ферменты окисления. Потребление кислорода и КПД сердца. Потребление сердцем кислорода гп э!ш обычно определяют, измеряя разницу между содержанием этого газа в артериальной крови и в крови коронарных вен (ав-разница по О,) и умножая полученную величину на объемную скорость кровотока в коронарных сосудах.
В покое потребление сердцем кислорода, рассчитанное по этому способу, равно примерно 0 08 — О,! мл.г.мин '. Таким образом, сердце массой 300 г потребляет 24-30 мл О в минуту. Это примерно 10эь обпгего потребления кислорода у взрослого человека в покое; масса же сердца составляет лишь около 5;ъ массы тела. При интенсивной работе потребление кислорода миокардом может возрастать в четыре раза по сравнению с покоем. На первый взгляд кажется, что потребление кислорода сердцем должно зависеть в основном от его вклада в общую работу организма за период одной систолы.
Однако на самом деле это не так: при одной и той же работе сердце потребляет значительно больше кислорода в том случае, когда оно выбрасывает кровь против повышенного давления, чем когда оно изгоняет больший объем прн низком давлении. Таким образом, коэффициент полезного действия сердца (т.е. доля энергии, идущая на совершение механической работы) при нагрузке давлением меньше, чем при нагрузке объемом (рис. 19.35). У здорового сердца КПД составляет в зависимости от преобладания той или иной нагрузки 15 — 40'Уг. Янко Слака (Библиотека Рог)ГОа) Ц а!аиааааауапбек.гы Ц ПтзрЯуапно.иЬ.гы ЧАСТЬ Ч.
КРОВЬ И СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ 494 ииlи 8 ! Г ои их Х ий х 9о 3 »ох 8 о и 8 х 8 ч 5 й о с 4 0,25 Вт 3 0,05 0,1 0,15 Вт 0,05 0,15 мок«ость сеглча Кровоснабжение миокарда При короиариои недостаточности, когда потребность сердца в кислороде превышает его поступление с кровью, пытаются снизить системное периферическое сопротивление с целью уменьшить артериальное па»ление и тем самым сократить потребление сердцем кислорода. Нз этом основано, в часгносэи, терапевтическое действие нитроглицерина во время приступов стенокардии. Факторы, влияющие на потребление кислорода. Проведенные исследования показали, что объем кислорода, потребляемый сердцем за одну систолу, зависит прежде всего от напряжения «олокон миокарда и что при увеличении периола сокрашения этот объем возрастае~. Поэтому вошел в употребление показатель время — напряжение, выраженный как произведение среднего напряжения волокон миокарда на длительность систолы.
При постоянном размере желулочков можно, исходя нз закона Лапласа (с. 480), нспользов пъ вместо напряжения волокон среднее систолическое давление в аорте. При колебаниях часготы сокращений сердца потребление О, изменяется приблизительно в такой же степени, в какой при этом меняется «чистое» рабочее время (произведение длительности систолы на частоту). В связи с этим потребление кислорода примерно пропорционально квадратному корню из частоты сокращений сердца. Остановленное сердце также потребляет некоторое количество кислорода, без которого наступили бы необратимые структурные изменения миокарда.
Это так называемое базальное потребление, равное примерно 0,015 мл г.мнн ' и составляющее лишь незначительную часть от потребления О, бьющимся сердцем. Рис. 19.35. Зависимость потребления кислорода и КОД сердца собаки от развиваемой им мощности лри изменениях периферического сопротивления и еенозного возврата. Данные получены иа сердечно-легочном препарате [ло Оо!Ьийгег-Ме1ег, Кгоещ Кпл. ЧузсЫ..
18, 869 (1939)) Потребление питательных веществ. Количественный и качественный состав веществ, используемых сердцем для выработки энергии, может быть определен тем же путем, что и потребление кислорода. Для этого находят разницу концентраций того илн иного вещества в артериях и коронарных венах и умножают ее на величину коронарного кровотока. Подобные эксперименты показали, что сердце в отличие, например, от скелетных мышц- «всеядный» орган (рис. 19.3б.) Особенность, которая заслуживает интереса,— это значительная доля свободных жирных кислот среди потребляемых сердцем веществ, а также тот факт, что сердце в отличие от скелетных мыпщ сгюсобно использовать молочную кислоту (лактат). При интенсивной физической на~ручке, когда мышцы в результате анаэробного гликолиза высвобождают в кровь большое количество лактата, это вещество служит дополнительным «топливом».
необходимым для усиленной работы сердца. Расщепляя молочную кислоту, сердце не только получает энергию„но также способствует поддержанию постоянства рН крови. Соотношение различных субстратов в общем балансе потребления питательных веществ сердцем зависит ~лавным образом от нх поступления (т.е. от их конвкитрации в артериальной крови), Вследствие такой способности сердца потреблять все доступные вещества главная опасность нарушения коронарного кровообращения заключается не в недостатке субстрата, а в дефиците кислорода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
