Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Работа и мощность сердца




 

В соответствии с законом Пуазейля течение жидкости по сосудам определяется разностью давлений в начале и конце сосудов. В систе­ме кровообращения этот перепад давлений обусловлен, в основном, работой сердца. Таким образом, по отношению к сосудистой системе сердце можно считать некоторым насосом. В отличии от обычного поршневого насоса, где площадь поршня постоянна, при работе сердца его рабочая поверхность - внутренняя поверхность желудочков - из­меняется в различные фазы их сокращения. Сила F, действующая на кровь в желудочках, зависит от давления Р в их полости и площади внутренней поверхности S : F = P S. В начале систолы давление мень­ше, а объем и площадь поверхности полости желудочков - больше. В конце систолы давление возрастает, а внутренняя поверхность умень­шается. Количественное рассмотрение этих процессов и непосредс­твенные физиологические эксперименты показывают, что при уменьше­нии объема внутренних полостей сердце развивает меньшую силу. Сог­ласно закону Старлинга, сила, развиваемая при сокращении сердца, пропорциональна начальной длине волокон миокарда.

Не занимаясь рассмотрением сложных явлений, происходящих при сокращении сердца, рассчитаем его работу за одно сокращение, исхо­дя из общих физических соображений. Эта работа А складывается из работы левого Ал и правого Ап желудочков:

А = Ал + Ап .

Работа левого желудочка, выбрасывающего кровь в большой круг кровообращения, естественно, больше чем работа правого желудочка. Считается, что Ап = 0,2 Ал . Таким образом А = 1,2 Ал .

Работа левого желудочка при выбросе систолического (ударного) объема крови в аорту затрачивается на преодоление сил давления крови в сосудистой системе и на сообщение крови кинетической энер­гии. Первая составляющая этой работы называется статическим компо­нентом, а вторая - кинетическим компонентом.

Статический компонент рассчитаем по формуле:

Аст= Рср Vс ,

где Рср - давление крови в аорте, Vс - систолический объем. Считая для человека в покое Рср = 100 мм.рт.ст. = 13,3 кПа и Vс = 60 мл = 6×10-5 м3, найдем: Аст » 0,8 Дж.

Кинетический компонент может быть рассчитан из формулы для кинетической энергии:

Ак = ,

 

где m - масса крови в ее систолическом объеме, r - плотность кро­ви, v - линейная скорость крови при выбросе в аорту. Приняв r = 1,05×103 кг/м3, v = 0,5 м/с, получим, что Ак = 0,008 Дж.

Таким образом, работа сердца за одно сокращение, определяемая по формуле:

А = 1,2 (PVc + ) (32)

составляет в покое примерно 1 Дж. Считая, что, в среднем, сердце сокращается один раз в секунду, определим работу сердца за сутки. Она составляет внушительную величину: 86400 Дж. Для сравнения, та­кую работу надо совершить, чтобы поднять груз массой в 1т на высоту около 9м.



Учитывая, что продолжительность систолы составляет около 0,3 с, и разделив работу сердца за одно сокращение на это время, полу­чим для средней мощности сердца в покое значение 3,3 Вт.

При физической нагрузке возрастает систолический и минутный объем крови, увеличивается и скорость течения крови в аорте. Рабо­та сердца резко увеличивается. При этом изменяется и соотношение между статическим и кинетическим компонентами. Как видно из приве­денных численных значений, в покое доля кинетического компонента составляет около 1% от общей работы сердца. С повышением нагрузки растут оба слагаемых формулы (32), но второе слагаемое растет быстрее, так как величина кинетического компонента работы сердца пропорциональна квадрату увеличивающейся линейной скорости крово­тока. Доля кинетического компонента в общей работе сердца возрас­тает и может достигать 30%.


Контрольное задание

 

1. Определите, что такое объемная и линейная скорости крово­тока. Какова связь между ними?

2. Исходя из значений линейной скорости кровотока в аорте и в капиллярах, оцените соотношение между площадью поперечного сечения аорты и суммарной площадью поперечных сечений капилляров.

3. Укажите значение вязкости крови в норме и пределы измене­ния ее значений при патологических процессах. Укажите причины, приводящие к изменению вязкости крови в организме. Сопоставьте вязкость венозной и артериальной крови.

4. Назовите известные Вам методы определения вязкости крови, сопоставьте их достоинства и недостатки.

5. Как связаны объемная скорость кровотока, разница давлений и гидравлическое сопротивление (закон Пуазейля)?

6. Что принято называть систолическим, диастолическим и сред­ним давлением крови? Что такое пульсовое давление? Трансмуральное? Гидростатическое?

7. На каком участке большого круга кровообращения наблюдается наибольшее падение давления крови? Почему?

8. Покажите графически, как зависит давление крови от времени в крупных артериях. Отметьте на графике значения систолического,диастолического ипульсового давления. Какопределяется среднее давление?

9. Как зависит скорость распространения пульсовой волны от механических свойств и величины просвета сосуда? Укажите приблизи­тельные значения скорости распространения пульсовой волны в аорте, артериях мышечного типа и в венах. Как и почему изменяется эта ско­рость с возрастом и с повышением артериального давления?

10. Что такое число Рейнольдса? Запишите его выражение через гидродинамические параметры.

11. Почему и в каких участках сосудистой системы течение кро­ви может иметь турбулентный характер? Как обнаруживается турбу­лентное течение крови? Каковы физиологические последствия турбу­лентного течения крови?

12. Назовите известные Вам методы определения скорости крово­тока, укажите их принципиальную основу.

13. Рассчитайте работу сердца за одно сокращение в покое. Найдите работу сердца за одни сутки.

14. Каково соотношение составляющих работы сердца по преодолению статического давления крови (статический компонент) и по сообщению крови движения (кинетический компонент) в покое? Как и почему изменяется это соотношение при физической нагрузке?





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 2122; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. I. Средства, влияющие на проводящую систему сердца
  2. Аналитический учет расчетов с работающими
  3. Аритмии сердца
  4. Аускультация сердца
  5. Баланс рабочего времени одного работающего
  6. Больной В., 13 лет, отмечает жалобы на слабость, перебои в работе сердца, боли не связанные с физической нагрузкой. Выполнена ЭхоКГ.
  7. Больной С., 1 год, при рождении диагностирован порок сердца с быстро нарастающей легочной гипертензией.
  8. Вопрос 11. Производственная мощность предприятия
  9. Вопрос 2.При изучении данной темы следует обратить внимание также на такой вопрос, как работа юриста с фиксированной информацией.
  10. Высотность топливной системы с выключенными ПНЛ. Минимальное потребное давление на входе в ПНД. Гидравлические сопротивления. Высотность топливной системы с работающими ПНЛ.
  11. Высотность топливной системы с работающими ПНЛ
  12. Грубообработанные каменные материалы.




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.80.230.230
Генерация страницы за: 0.089 сек.