9.5.4. Давление в артериальном русле

Основной функцией артерий является создание постоянного напора, под которым кровь движется по капиллярам. Обычно объем крови, заполняющий всю артериальную систему, составляет примерно 10-15% от общего объема циркулирующей в организме крови.

Уровень кровяного давления (обычно выражаемый в миллиметрах ртутного столба) определяется совокупностью ряда таких факторов, как нагнетающая сила сердца, периферическое сопротивление сосудов, объем крови. Однако главным из них является работа сердца.

Нагнетающая сила сердца. При каждой систоле и диастоле кровяное давление в артериях колеблется. Его подъем вследствие систолы желудочков характеризует систолическое (максимальное), давление. Систолическое давление, в свою очередь, подразделяется на боковое и конечное. Боковое давление представляет собой давление крови, передаваемое на стенки сосудов. Конечное давление является суммой потенциальной и кинетической энергии, которой обладает масса крови, движущейся на определенном участке сосудистого русла. Оно на 10-20 мм рт. ст. выше бокового.

Разность между боковым и конечным систолическим давлениями называется ударным давлением. Его величина отражает деятельность сердца и состояние стенок сосудов. У человека в возрасте 16-45 лет систолическое давление в аорте составляет 110-125 мм рт. ст. В концевых разветвлениях артерий и артериолах оно уменьшается до 20-30 мм рт. ст., что связано с высоким гидродинамическим сопротивлением этих сосудов.

Спад давления во время диастолы соответствует диастолическому (минимальному) давлению. Его величина зависит главным образом от периферического сопротивления кровотоку и частоты сердечных сокращений.

Разность между систолическим и диастолическим давлением, т. е. амплитуду колебаний, называют пульсовым давлением. Пульсовое давление пропорционально объему крови, выбрасываемой сердцем при каждой систоле. В мелких артериях пульсовое давление снижается, а в артериолах и капиллярах оно постоянно.

Эти три величины - систолическое, диастолическое и пульсовое давление крови - служат важными показателями функционального состояния всей сердечно-сосудистой системы и деятельности сердца в определенный период. Они являются видовыми и у здоровых особей одного вида поддерживаются на постоянном уровне.

Как известно, в любой замкнутой системе трубок с нагнетающим устройством типа насоса наибольшее давление возникает в прилежащей к насосу области. По мере продвижения по трубкам давление расходуется на преодоление сопротивления. Если рассматривать кровяное русло высших позвоночных как систему замкнутых трубок, то из этого следует, что давление крови,

Таблица 9.2

Средние показатели систолического и диастолического давления у отдельных видов животных

Давление, мм рт. ст.

Личинка стрекозы

Брюшной гемоцель

33

Сом

Брюшная аорта

40/30*

Лягушка

Тоже

22/11

Курица

Сонная артерия

150/40

Морская свинка

Тоже

77/47

Мышь

Тоже

113/81

Крыса

Тоже

130/90

Кролик

Тоже

110/80

Собака

Бедренная артерия

150/90

Лошадь

Запястная артерия

172/123

Свинья

Тоже

139/99

Овца

Бедренная артерия

151/114

Макака-резус

Лучевая артерия

160/130

Числитель означает систолическое давление, знаменатель - диастолическое.

обусловленное работой сердца, по мере удаления от сердца будет падать. Следовательно, чем больше будут разветвляться сосуды, тем сильнее будет падение давления. Наиболее значительно падение давления в артериолах и капиллярах.

В результате этого кровь в венах течет под низким давлением, которое, в свою очередь, постепенно понижается по направлению к правому предсердию.

К плечевой артерии здорового человека в возрасте 20-40 лет систолическое давление составляет 110-120 мм рт. ст., диастолическое - 70-80 мм рт. ст., пульсовое - 40 мм рт. ст. В мелких сосудах большого круга кровообращения разность между этими уровнями, т. е. пульсовое давление, значительно меньше. Давление в легочной артерии малого круга кровообращения равно соответственно 25 и 10 мм рт. ст. Показатели артериального давления у некоторых видов животных приведены в табл. 9.2.

У самцов млекопитающих и птиц артериальное давление выше, чем у самок; в условиях покоя у крупных животных оно выше, чем у мелких. Артериальное давление претерпевает суточные колебания. У человека они не превышают ±10 мм рт. ст.

У гомойотермных животных, а также у лягушки, аллигатора, черепахи повышение температуры тела приводит к повышению кровяного давления. В организме пойкилотермных животных кровь циркулирует медленнее, чем у гомойотермных, и артериальное давление у них ниже. У рыб давление тесно коррелирует с частотой сердечных сокращений.

Повышение артериального давления по сравнению с определенными для данного организма величинами называют артериальной гипертензией, снижение - артериальной гипотензией.

Помимо систолического, диастолического и пульсового артериального давления существует так называемое среднее артериальное давление. Оно представляет собой как бы равнодействующую колебаний артериального давления в разные фазы сердечного цикла, т. е. среднюю величину давления, но без пульсовых колебаний, хотя и с таким же гемодинамическим эффектом.

Периферическое сопротивление сосудистого русла большого круга кровообращения. Периферическое сопротивление - это второй фактор, определяющий артериальное давление. Сопротивление зависит в основном от диаметра прекапиллярных сосудов - мелких артерий и артериол, вследствие чего их называют сосудами сопротивления, или резистивными сосудами. Артериолы имеют толстые гладкомышечные стенки и способны легко изменять свой просвет. Уменьшение просвета приводит к задержке крови в артериях и, соответственно, к повышению систолического и диастолического давления, ухудшению местного кровообращения питаемой сосудом области. При расширении просвета артериол направленность реакции противоположна.

Количество циркулирующей в сосудах крови и ее вязкость. Это третий и четвертый факторы, от которых зависит уровень артериального давления. Обильные кровопотери приводят к снижению кровяного давления, напротив, переливание больших количеств крови повышает артериальное давление.

Артериальное давление зависит и от притока венозной крови к сердцу, например при мышечной работе. Это происходит потому, что, согласно закону Франка-Старлинга (см. разд. 9.2.3), приток крови в сердце усиливает систолическое сокращение и, следовательно, увеличивает ее отток в сосуды.

Определение величины кровяного давления. Кровяное давление определяют двумя способами: прямым (кровавым) путем, применяемым в эксперименте на животных, и косвенным (бескровным), используемым для измерения давления у человека.

Впервые измерение артериального давления прямым путем было произведено в 1733 г. Стефаном Хейлсом у лошади. Для этого на одну из крупных артерий был наложен зажим и в сосуд по направлению к сердцу введена трубка. Эта трубка соединялась с другой трубкой, поставленной вертикально (прообраз манометра). Когда зажим снимали, кровь устремлялась в вертикальную трубку и поднималась до уровня, соответствующего артериальному давлению. Примененный Хейлсом принцип соединения сосуда с манометром остался неизменным до сих пор, усовершенствованию подвергались лишь регистрирующие приборы.

Косвенным путем кровяное давление определяют при помощи аппарата (сфигмоманометра) Рива-Роччи. Для этого вокруг руки человека или конечности животного укрепляют полую резиновую манжету, соединенную трубкой с ртутным или пружинным манометром и резиновым баллоном для нагнетания воздуха. Накачивание в манжету воздуха создает в ней давление, которое сжимает артерию. Момент, когда сосуд перестает пропускать кровь, устанавливают по прекращению пульса в периферическом от манжеты конце артерии. Затем медленно выпускают воздух из манжеты до появления пульса. Величину давления в манжете в этот момент регистрируют с помощью манометра.

В 1905 г. Н. С. Коротков предложил определять давление путем прослушивания звуков в артерии ниже манжеты. В обычных условиях, когда кровь течет по артерии непрерывно, колебания, создаваемые пульсирующим током крови, не слышны. В момент зажатия артерии манжетой в сосуде возникают турбулентность и завихрения, создающие характерный звук, прослушиваемый через фонендоскоп. Появление тона Короткова характеризует прохождение кровью

Рис. 9.31 Артериальное давление

А - регистрация в остром опыте; В - кривая кровяного давления (схема);

В - кривые кровяного давления: / - волны первого порядка (пульсовые), II - волны второго порядка (дыхательные), III - волны третьего порядка;

1 - датчик, 2 - электронный измеритель давления, 3 - регистрирующее устройство, 4 - канюля, б - сосуд.

сдавленного участка сосуда и соответствует систолическому давлению. Исчезновение звука совпадает с диастолическим давлением.

На кривой кровяного давления отчетливо видны три вида волн (рис. 9.31). Волны первого порядка протекают параллельно с ритмом сердцебиений. При каждой систоле кровяное давление увеличивается, что записывается на кривой в виде зубца. При каждой диастоле давление уменьшается. Число зубцов соответствует числу систол. Если записывать одновременно артериальное давление и дыхание, то можно заметить, что волны первого порядка дополнительно изменяют свой уровень. В большом круге кровообращения артериальное давление снижается при вдохе и повышается при выдохе. Эти колебания, связанные с дыхательными движениями, называются волнами второго порядка. Их появление связано с присасывающим действием грудной клетки и изменением внутригрудного давления. В малом круге кровообращения также происходят гемодинамические изменения. Во время вдоха приток крови в нем возрастает, во время выдоха - снижается.

Помимо этих двух видов волн на кривой наблюдаются выраженные с различной интенсивностью редкие повышения и западения давления, не связанные ни с сердечной, ни с дыхательной деятельностью. Эти колебания, обозначаемые как волны третьего порядка (волны Траубе-Геринга), совершаются в редком (6-9 в 1 мин) ритме. Чаще всего они возникают при недостаточном снабжении мозга кислородом, кровопотерях, отравлениях ядами. Своим происхождением они обязаны медленным процессам изменения тонуса сосудодвигательного центра. Этот тонус ритмически ослабевает и усиливается, вызывая соответственно понижение и повышение сопротивления артериального русла, что, в свою очередь, обусловливает понижение и повышение кровяного давления. В том случае, когда все три вида волн отчетливо выражены, кривая кровяного давления принимает вид, показанный на рис. 9.31.