Сердечный выброс и его измерение

Сердечный выброс и его измерение

Какие факторы влияют на сердечный выброс?

Сердечный выброс (СВ) - это объем крови, выбрасываемой левым желудочком (ЛЖ) или правым желудочком (ПЖ) в минуту.

СВ напрямую зависит от двух факторов: частоты сердечных сокращений (ЧСС) и ударного объёма (УО).

Ключевое уравнение: сердечный выброс

CВ = УО * ЧСС

В покое типичный УО составляет 70 мл, а ЧСС - 75 ударов в минуту.

Таким образом, типичный CВ в состоянии покоя составляет 70 * 75 = 5,25 л/мин, но CВ может увеличиться в пять раз во время максимальной нагрузки.

 

В свою очередь, УО определяется тремя факторами: преднагрузкой, сократимостью миокарда и постнагрузкой.

* Преднагрузка определяется как внутрипросветное давление, при котором ПЖ или ЛЖ растягиваются до конечных диастолических размеров. Таким образом, преднагрузка связана с диастолической длиной сердечного миоцита. Согласно закону Старлинга сила сокращения сердечных миоцитов зависит от диастолической длины желудочковых волокон в состоянии покоя (см. Главу 30): увеличение преднагрузки вызывает увеличение УО.

На практике предварительную нагрузку измерить очень сложно. Невозможно измерить длину саркомера in vivo, поэтому используются суррогатные измерения: конечный диастолический объем левого желудочка (LVEDV; измеряется с помощью эхокардиографии) или, чаще, конечное диастолическое давление в левом желудочке.

- Центральное венозное давление указывает на преднагрузку правого желудочка, так как оно влияет на конечный диастолический объем правого желудочка (RVEDV).

- Давление заклинивания л ё гочных капилляров указывает на преднагрузку левого желудочка, так как оно влияет на LVEDV.

* Постнагрузка - это напряжение, возникающее в стенке левого желудочка во время выброса, и оно отражает силу, противодействующую укорочению сердечных миоцитов. По мере увеличения постнагрузки скорость и степень укорочения саркомера уменьшаются, что приводит к снижению УО. Как и преднагрузку, постнагрузку нелегко измерить in vivo и оценить с помощью суррогатных маркеров:

- Среднее артериальное давление (АД_ср) и системное сосудистое сопротивление (УВО) отражают постнагрузку левого желудочка.

- Сопротивление л ё гочных сосудов отражает постнагрузку правого желудочка.

* Сократимость миокарда - это внутренняя способность сердечных миоцитов генерировать механическую энергию при заданной предварительной и постнагрузке. Считается, что факторы, увеличивающие сократимость миокарда, оказывают положительный инотропный эффект, тогда как факторы, снижающие сократимость, оказывают отрицательный инотропный эффект. Сократимость трудно измерить напрямую, но показатель сократимости миокарда определяется скоростью изменения давления (т.е. градиентом) во время фазы изоволюметрического сокращения сердечного цикла (см. главу 28 и рисунок 28.1).

 

 

Что такое эффект Боудитча?

Эффект Боудитча (также известный как «эффект Треппе» или «эффект лестницы») - это внутреннее ауторегуляторное явление, при котором тахикардия приводит к увеличению сократимости миокарда. Предполагается, что механизм этого заключается в следующем:

* По мере увеличения ЧСС период времени для каждого сердечного цикла сокращается, при этом диастолический интервал укорачивается больше, чем систолический.

* При высокой ЧСС увеличивается систолический приток Ca²⁺ через каналы Ca²⁺ L-типа.

* Кроме того, диастолический отток Na⁺ из-за Na⁺/K⁺ -АТФазы не может поспевать за систолическим притоком Na⁺.

* Обменник Na⁺/Ca²⁺ обычно отвечает за низкую внутриклеточную концентрацию Ca²⁺. Однако при тахикардии повышение концентраций Ca²⁺ и Na⁺ в цитозоле приводит к накоплению внутриклеточного Ca²⁺ с последующим положительным инотропным эффектом. Это также наблюдается при терапии дигоксином, когда Na⁺/K⁺ -АТФаза блокируется.

 

Что такое сердечный индекс?

Типичный уровень CВ в состоянии покоя у взрослого человека весом 70 кг составляет 5-6 л/мин, но зависит от его размера. Сердечный индекс (CI) - это средство стандартизации CВ на основе BSA.

Ключевое уравнение: CI

CI = CВ / BSA

Нормальное значение CI - 3.0-3.5 л/мин^–1m^–2.

 

Точно так же УО может быть стандартизирован на основе BSA, в результате чего будет получен индекс УО (SVI):

Ключевое уравнение: SVI

SVI = УО / BSA

Нормальное значение SVI - 33-47 мл м^–2beat^–1.

 

Как АД_ср связан с C В?

АД_ср описывает среднее артериальное давление в течение одного сердечного цикла. Давление и расход связаны законом Дарси:

Давление = расход * сопротивление

В случае АД_ср и CВ:

Ключевое уравнение: детерминанты АД_ср

АД_ср ≈ CВ * УВО

Примечание: это уравнение справедливо, если предполагается, что давление в правом предсердии намного меньше, чем АД_ср. Уравнение является чрезмерным упрощением - с формальной точки зрения, артериальное и венозное кровообращение следует рассматривать отдельно, потому что создание давления в каждом кровотоке происходит с помощью разных механизмов.

В свою очередь, УВО зависит от радиуса артериол и (в гораздо меньшей степени) от вязкости крови.

Следовательно, при заданном СВ:

* АД_ср увеличивается при:

- Сужени и сосудов, которое может возникнуть после выброса катехоламинов.

- Повышенн ой вязкост и крови, как это бывает у пациентов с парапротеинемией или красноватой полицитемией, которые, как следствие, часто страдают гипертонией.

* АД_ср уменьшается при:

- Расширени и сосудов, возникающее при септическом шоке или после общей анестезии.

- Пониженн ой вязкост и крови.

 

М етоды измерения C В

СВ является показателем общего сердечно-сосудистого кровотока и поэтому считается одним из наиболее важных сердечно-сосудистых параметров. В 1928 году Адольф Яриш писал: «Вызывает сожаление тот факт, что измерение расхода намного сложнее, чем измерение давления. Это привело к чрезмерному интересу к манометру артериального давления. Однако большинству органов требуется поток, а не давление». Это утверждение остаётся верным и сегодня.

С 1928 года было разработано множество методов измерения CВ; у всех есть ограничения и источники ошибок. Инвазивный характер большинства методик обычно ограничивает их использование в отделениях интенсивной терапии и в театрах. Методы измерения CВ в клинической практике можно разделить на:

- Инвазивный катетер л ё гочной артерии (PAC), центральную линию или артериальную линию;

- Минимально инвазивный, с использованием ультразвуковых методов и близости пищевода к сердцу и магистральным сосудам;

- Неинвазивный, охватывающий множество методов, включая трансгрудную допплеровскую эхокардиографию, трансгрудное электрическое биоимпеданс и магнитно-резонансную томографию.

Сердечный выброс и его измерение