Перемещение крови по сосудам и внутри сердца подчиняется законам движения жидкостей, то есть гидравлики. Но для исследования явлений, происходящих в живых организмах, недостаточно знания этих законов. Нужно дополнительно учитывать физиологические законы, особые биологические условия.
Движение жидкости, как учит гидравлика, определяется двумя группами противоположно направленных силовых воздействий: во-первых, суммарным давлением на жидкость, вызывающим ее движение, и, во-вторых, суммарным сопротивлением из-за трения потока о стенки сосудов, препятствующим движению жидкости.
Это значит, что движение крови в кровеносной системе определяют:
1) частота сокращений, то есть связанные между собой сила сокращений сердца и объем выбрасываемой им крови, от которого зависит амплитуда потенциальной энергии крупных артерий — энергии, обеспечивающей продвижение крови по сосудам;
2) сопротивление движению крови вследствие трения ее о стенки сосудов, преодоление которого и вызывает основной расход запасаемой (потенциальной) энергии.
Кровь из сердца в сосуды поступает не в виде сплошного потока, а отдельными порциями, только во время сокращений сердца. По мере удаления от сердца ток крови в кровеносных сосудах становится все более ровным, все менее пульсирующим. При этом он обеспечивается упругостью стенок аорты и легочного ствола, отходящих соответственно от левого и правого желудочков сердца, а также упругостью стенок крупных артерий. Все эти сосуды являются сосудами эластического типа.
Прошу читателя быть внимательным!
Очень важно твердо усвоить, что во время систолы эластические стенки данных сосудов растягиваются, основная часть полученной от сердца кинетической энергии выбрасываемых порций крови расходуется на растягивание стенок аорты и легочного ствола, а не на непосредственное продвижение крови по сосудам. Только к концу систолы, когда стенки аорты и легочного ствола возвращаются в исходное состояние, потенциальная энергия, запасенная эластически напряженными стенками аорты и легочного ствола, передается потоку крови.
Подчеркиваю, что при движении крови по сосудам исключительную роль играет возвращение (благодаря своей эластичности) стенок аорты и легочного ствола в исходное состояние к концу систолы. Таким образом, именно в фазе систолы (в ее конце) стенки аорты и легочного ствола (а не само сердце!) обеспечивают необходимое давление крови в сосудах и ее движение по ним.
В непосредственной близости от сердца, в аорте, артериальное давление крови оказывается самым высоким (в норме до 130–139 мм рт. ст.). По мере удаления от сердца давление постепенно снижается, так как часть энергии, обеспечивающей его, оказывается израсходованной на преодоление сопротивления движению крови в сосудах. В крупных и средних артериях теряется примерно 10 % давления, в артериолах и капиллярах потери достигают 85 %.
Во время систолы артериальное давление крови поднимается. Это давление принято называть максимальным, или систолическим. Во время диастолы артериальное давление падает. Это минимальное, или диастолическое, давление. Разница между систолическим и диастолическим давлениями — пульсовое давление, пульсовая разница.
Чем ближе артерии расположены к сердцу, тем выше в них пульсовое давление крови. В артериях, удаленных от сердца, пульсовое давление меньше. В артериолах и капиллярах пульсовое давление отсутствует. При сокращениях сердца давление в этих сосудах не изменяется, то есть систолическое и диастолическое давления равны. Исключения из этого правила встречаются очень редко.
Дыхательные движения изменяют величину артериального давления крови. Более частые пульсовые волны давления крови (примерно 72 в минуту) называют волнами первого порядка, а волны артериального давления, точно совпадающие с более редкими дыхательными движениями (16–17 в минуту) — волнами второго порядка. В большом круге кровообращения вдох сопровождается понижением давления, выдох — повышением. В малом круге кровообращения во время вдоха приток крови возрастает, во время выдоха — снижается.
Волны третьего порядка наблюдаются лишь в некоторых случаях. Эти очень медленные (6–9 в минуту) изменения артериального давления обычно объясняют периодическим повышением и понижением тонуса сосудодвигательного центра.
В медицинской практике повсеместно принято измерять артериальное давление в плечевой артерии. У здоровых людей в возрасте от 15 до 50 лет максимальное давление равно 105–120 мм рт. ст.
После 50 лет артериальное давление, как правило, повышается. К 60 годам оно достигает в среднем 135–139 мм рт. ст.
Минимальное артериальное давление крови у людей среднего возраста равно 70–89 мм рт. ст. Разница максимального и минимального давлений составляет в среднем 35–50 мм рт. ст.
При физической работе артериальное давление резко возрастает. Одной из причин является усиление деятельности сердца. Максимальное давление при физической работе доходит до 180–200 мм рт. ст. В большинстве случаев при этом повышается минимальное давление и возрастает разница между этими давлениями. В конечном итоге рост максимального артериального давления при физической работе обеспечивается увеличением систолического объема сердца.
Для современной медицины характерна следующая точка зрения:
«При недостаточности сердечно-сосудистой системы интенсивная физическая работа приводит к незначительному повышению систолического давления и к большему возрастанию диастолического. Пульсовое давление при этом уменьшается» (А. В. Логинов, 1983).
Периодические колебания объема артерий, связанные с динамикой их кровенаполнения и давления в них в течение одного сердечного цикла, называют артериальным пульсом. Его можно обнаружить, слегка прижимая пальцами любую доступную артерию. Обычно пульс определяют на лучевой (радиальной) артерии предплечья.
Величина артериального давления крови является одним из основных жизненно важных параметров организма и поддерживается на определенном уровне благодаря взаимодействию нервной и эндокринной систем и почек. Принято считать, что артериальное давление является одним из важных показателей постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).
Средняя величина артериального давления (АД = 120/80 мм рт. ст.) обеспечивает сочетание нормальной нагрузки на сердце (насосная функция) и нормального кровотока через капилляры, чем и обеспечиваются потребности тканей в кровоснабжении.
В физиологических условиях артериальное давление крови существенно отклоняется от среднего значения.
«Кровяное давление, измеренное после обеда, дает не те цифры, которые получились до еды, до обеда. Прием пищи понижает кровяное давление. Гнев, испуг, приступ злобы повышают кровяное давление. Человек лежит, затем встает, — самое простое движение. Этот переход из горизонтального в вертикальное положение тоже заставляет кровяное давление повышаться. Большое количество выпитой воды тоже гонит кровяное давление вверх.
Человек в спокойном состоянии заснул вечером и утром проснулся. Одинаковое у него давление при начале сна и в конце сна? Да, одинаковое. Удивительно это? Нет, как будто бы так и должно быть.
И это, действительно, вполне нормально. Но вот что не может не удивить. Оказывается, в первые 2 часа сна этого здорового человека кровяное давление понизилось на 15 мм рт. ст., а часа за два до пробуждения стало подниматься, как бы готовясь к предстоящей работе. Когда человек проснулся, у него было его обычное кровяное давление.
Все это показывает, что кровяное давление чутко реагирует на те или иные состояния организма, даже естественного порядка.
Разумеется, подобные изменения в уровне кровяного давления, носящие кратковременный характер, не представляют собой ничего патологического, болезненного. Они не говорят о каких-либо нарушениях сердечно-сосудистой системы» (Фридланд Л. По дорогам науки. М., 1954).
В этой цитате есть ошибка, которую надо исправить. Артериальное давление действительно изменяется в зависимости от времени суток, и это совершенно нормально. Но наиболее высокими показатели артериального давления бывают в 10 часов утра, а максимально низкими — в 3 часа ночи (В. Коулмен).
На величину артериального давления в сосудах оказывают влияние работа сердца, сосудистый тонус и объем циркулирующей крови. В связи с этим в поддержании необходимого уровня артериального давления участвуют и центральная нервная система, и ряд исполнительных механизмов.
Считается, что максимальное влияние на артериальное давление оказывают деятельность сердца и состояние сосудистого тонуса, которые обеспечиваются мощными чувствительными (афферентными) механизмами, расположенными на аорте и сонных артериях, а также центральным сосудо-двигательным аппаратом и исполнительным (эфферентным) вегетативным нервным аппаратом.
