Серцево-судинна система. Частина 6.

У цій частині мова йде про основну роботу серця, про один з показників функціонального стану серця - величиною хвилинного і систолічного об`ємів.

Систолічний і хвилинний обсяги серця. Робота серця.

Серце, здійснюючи скоротливу діяльність, під час систоли викидає в судини певну кількість крові. В цьому основна функція серця. Тому одним з показників функціонального стану серця є величина хвилинного і систолічного об`ємів. Дослідження величини хвилинного об`єму має практичне значення і застосовується в фізіології спорту, клінічній медицині і професійної гігієни.

Хвилинний і систолічний об`єм серця.

Кількість крові, яка викидається серцем в судини за хвилину, називають хвилинним об`ємом серця. Кількість крові, яке викидає серце за одне скорочення, називають систолическим об`ємом серця.

Хвилинний обсяг серця у людини в стані відносного спокою дорівнює 4,5-5 л. Він однаковий для правого і лівого шлуночків. Систолічний об`єм можна легко розрахувати, розділивши хвилинний обсяг на число серцевих скорочень.

Величина хвилинного і систолічного об`ємів піддається великим індивідуальним коливанням і залежить від різних умов: функціонального стану організму, температури тіла, положення тіла в просторі та ін. Вона значно змінюється під впливом фізичного навантаження. При великий м`язової роботі величина хвилинного об`єму збільшується в 3-4 і навіть в 6 разів і може скласти 37,5 л при 180 серцевих скорочень в хвилину.

Велике значення в зміні величини хвилинного і систолічного об`ємів серця має тренування. При виконанні однієї і тієї ж роботи у тренованого людини значно зростає величина систолічного і хвилинного об`ємів серця при незначному збільшенні числа серцевих скорочень. У нетренованого людини, навпаки, значно збільшується частота серцевих скорочень і майже не змінюється систолічний об`єм серця.

Систолічний об`єм збільшується при збільшенні припливу крові до серця. Зі збільшенням систолічного об`єму збільшується і хвилинний об`єм крові.

Робота серця.

Основна робота серця полягає в нагнітанні крові в судини проти опору (тиску), яке в них розвивається. Передсердя і шлуночки виконують різну роботу. Передсердя, скорочуючись, нагнітають кров в розслаблені шлуночки. Ця робота не вимагає їх великої напруги, так як тиск крові в шлуночках підвищується поступово в міру надходження в них крові з передсердь.

Значно більшу роботу виконують шлуночки, особливо лівий. З лівого шлуночка кров виштовхується в аорту, де тиск крові велике. При цьому шлуночок повинен скоротитися з такою силою, щоб подолати цей опір, для чого тиск крові в ньому має стати вище, ніж в аорті. Тільки при цьому вся що знаходиться в ньому кров буде викинута в судини.

Тиск крові в легеневих артеріях приблизно в 5 разів менше, ніж в аорті, тому правий шлуночок здійснює в стільки ж разів меншу роботу.

Робота, яка виконується серцем, розраховується за формулою: W = Vp + mv²/ 2g,

де V - об`єм викинутої серцем крові (хвилинний або систолічний), p - тиск крові в аорті (опір), m - маса викидається крові, v - швидкість, з якою виштовхується кров, g - прискорення вільно падаючого тіла.

За цією формулою робота серця складається з роботи, спрямованої на подолання опору судинної системи (це відображає перший доданок) і роботи, спрямованої на надання швидкості (другий доданок). У звичайних умовах роботи серця другий доданок в порівнянні з першим дуже мало (становить 1%) і тому їм нехтують. Тоді робота серця може бути розрахована за формулою: W = Vp, тобто вся вона спрямована на подолання опору в судинній системі. В середньому серце за добу виконує роботу близько 10000 кгс • м. Робота серця тим більше, чим більше приплив крові.

Робота серця зростає і в тому випадку, якщо збільшується опір у судинній системі (наприклад, підвищується тиск крові в артеріях внаслідок звуження капілярів). При цьому спочатку сили скорочень серця недостатньо, щоб викинути всю кров проти збільшеного опору. Протягом декількох скорочень в серці залишається якась кількість крові, яке сприяє розтягуванню волокон серцевого м`яза. Внаслідок цього настає момент, коли сила скорочення серця збільшується і викидається вся кров, тобто збільшується систолічний об`єм серця, а отже, збільшується і систолічна робота. Максимальну величину, на яку збільшується обсяг серця під час діастоли, називають резервними або запасними силами серця. Ця величина зростає в процесі тренування серця.