Функциональные показатели сердечной деятельности

Функция сердца связана с сократительной деятельностью миокарда. Во время каждого сокращения желудочков в сосуды выталкивается определенная порция крови, называемая ударным, или систолическим объемом сердца. Это важный функциональный показатель сердечной деятельности. У взрослого человека систолический объем в среднем составляет 60—80 мл. Его величина зависит от количества крови в желудочке и от силы сокращения сердечной мышцы. Другой показатель функционального состояния сердца — величина минутного объема. Минутным объемом сердца называется количество крови, выбрасываемое левым (правым) желудочком за одну минуту. Он равен произведению систолического объема на количество систол в минуту.

Минутный объем сердца у человека в состоянии относительного покоя равен 4,5—5 л. Он одинаков для левого и правого желудочков. Систолический и минутный объемы в абсолютных величинах и в пересчете на 1 кг веса связаны не только с возрастом, но и с физическим развитием, а именно с длиной и весом тела, а также зависят от пола человека. Величина минутного и систолического объемов сердца меняется в зависимости от состояния организма и его потребности в кислороде.

При нормальном притоке крови к сердцу и достаточной скорости кровотока величина минутного объема находится в непосредственной зависимости от работы сердца. Вот почему при мышечной деятельности, предъявляющей к организму, и в первую очередь, к сердцу повышенные требования, объем выбрасываемой крови у людей всех возрастных групп повышается. При физической нагрузке количество крови, перекачиваемое сердцем за минуту у здорового нетренированного человека, увеличивается до 15—20 л/мин. У спортсменов эта величина может достигать 30—40 л/мин. У детей при умеренной нагрузке минутный объем крови возрастает за счет увеличения систолического объема; у подростков во время работы он увеличивается в меньшей степени, чем у взрослых. При нагрузках максимальной мощности мобилизуются все силы организма и минутный объем увеличивается за счет увеличения как систолического объема, так и числа сердечных сокращений. Чем меньше возраст ребенка, тем быстрее во время работы малая величина систолического объема компенсируется большей частотой сердечных сокращений. Уменьшение минутного объема крови наблюдается только при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Так, у детей с сердечной недостаточностью минутный объем крови ниже на 30%, а снижение ударного объема доходит до 60%, что приводит к выраженному кислородному голоданию.

Желудочки, выталкивая в сосуды кровь против существующего в них давления, совершают определенную работу. Предсердия, сокращаясь и нагнетая кровь в расслабленные желудочки, также совершают работу, но меньшей величины. Кровь из левого желудочка выталкивается в аорту, преодолевая большое сопротивление. Желудочек должен сокращаться с такой силой, чтобы давление крови в нем превысило давление крови в аорте. При этом левый желудочек совершает большую работу по сравнению с предсердиями. Правый желудочек совершает меньшую работу, чем левый, так как давление в легочных артериях в пять раз меньше, чем в аорте, а минутный объем обоих желудочков — одинаков.

Работа сердца (Л) связана с выбросом крови и проталкиванием ее под давлением по сосудам в различные участки тела. Чтобы переместить объем крови (V) на определенное расстояние, необходимо приложить силу или создать давление (Р). Поэтому работа сердца может быть рассчитана по формуле Л = PV.

Чтобы узнать, какую работу сердце выполняет за единицу времени, нужно работу, выполняемую за один сердечный цикл, умножить на количество сокращений сердца за исследуемое время. Работа, совершаемая сердцем при каждом сокращении, может быть определена как произведение объема выбрасываемой крови (60—80 мм³) на величину сопротивления в сосудах. Показателем сопротивления может служить давление крови в начальном участке сосудистого русла.

Систолический объем сердца с возрастом увеличивается больше, чем минутный объем. Па величине минутного объема сказывается возрастное уменьшение числа сердечных сокращений.

Систолический объем сердца у новорожденного равен 2,5 мл, у годовалого ребенка — 10,2 мл. Его увеличение пропорционально массе тела. К иолугоду систолический объем удваивается, к году — увеличивается в три раза, у восьмилетних — в 10 раз, у взрослых — в 20 раз. Величина систолического объема, приходящаяся на 1 кг массы тела, во все возрастные периоды почти не изменяется.

Минутный объем у новорожденного и детей первого года жизни в среднем равен 0,33 л, у годовалого ребенка — 1,2 л, у пятилетнего — 1,8 л, у 10-летнего — 2,5 л. Особенно интенсивно минутный объем крови увеличивается в начале пубертатного периода (в 12—13 лет), часто в этом возрасте он может быть больше, чем у взрослых.

Минутный объем крови связан с потребностями организма в кислороде. К концу первого года жизни ребенка количество потребляемого кислорода на 1 кг массы тела в два—три раза больше, чем у взрослого. Соответственно, и минутный объем крови на 1 кг массы у детей этого возраста в два раза больше, чем у взрослых (у взрослых 75 мл/кг, у ребенка — 140 мл/кг). Эта величина с возрастом уменьшается. У детей всех возрастных групп минутный объем увеличивается при умеренной физической нагрузке за счет увеличения систолического объема. При максимальной нагрузке мобилизуются все силы организма и минутный объем увеличивается за счет увеличения как систолического объема, так и числа сердечных сокращений. При выполнении физической работы минутный объем сердца у детей увеличивается в меньшей степени, чем у взрослых.

Минутный и систолический объемы сердца зависят не только от возраста, но и от общего физического развития. У детей, физически более развитых, оба показателя выше. Мужчины и юноши по величине минутного и систолического объема опережают женщин и девочек.