ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ АД

До нагрузки

После нагрузки

Теоретические вопросы

1. Особенности иннервации сосудов. Понятие о сосудистом тонусе, его составляющих (опыт, доказывающий наличие тонуса сосудов).

2. Классификация и характеристика механизмов регуляции сосудистого тонуса.

3. Функциональная система поддержания оптимального уровня артериального давления (ФС АД). Характеристика основных компонентов ФС АД.

4. Классификация и основные свойства барорецепторов. Основные рефлексогенные зоны, рефлекторные дуги депрессорных рефлексов. Роль хеморецепторов в регуляции сосудистого тонуса.

5. Понятие о сосудодвигательном центре, принципы регуляции эфферентной импульсации к сосудам.

6. Характеристика эффекторных механизмов ФС АД (компоненты оперативной, отсроченной и долговременной регуляции). Динамика работы ФС АД при повышении и понижении системного давления крови.

7. Методы изучения состояния кровеносных сосудов и их реактивности. Плетизмография, реовазография.

Практические работы

Работа 12.1 Анализ влияния ортостатической нагрузки на показатели кровообращения.

Ортостатическая проба - это экспериментальное выявление реакции организма на переход из горизонтального положения в вертикальное и поддержание этого положения.

Физиологический смысл ортостатической нагрузки заключается в следующем. При переходе человека в вертикальное положение изменяется направление земного притяжения на тело. Вследствие градиента гидростатического давления идет перераспределение крови с депонированием до 7 - 10 процентов циркулирующей крови в емкостных сосудах нижних конечностей. Кровоснабжение органов, расположенных выше сердца, уменьшается. Дополнительное перераспределение крови происходит из-за увеличения кровотока в мышцах ног. Для компенсации ортостатических изменений активируется симпатическая нервная система (за счет снижения давления и активации барорецепторов, мозжечковых влияний). В целях поддержания системного давления увеличивается ЧСС, происходит сужение сосудов - мелких артерий и артериол в нижних конечностях, внутренних органов - почек, печени, селезенки, то есть происходит централизация кровообращения. По степени отраженности этих сдвигов можно оценить вегетативное обеспечение деятельности организма, устойчивость функций кровообращения.

Цель работы: Изучить компенсаторные возможности сердечно - сосудистой системы при ортопробе.

Оснащение: кушетка, электрокардиограф, тонометр, фонендоскоп,

Ход работы: В работе также участвуют 4 человека. Данные записать в заранее подготовленную таблицу. Испытуемый находится в положении лежа на спине в течении 5 - 6 минут. Несколько раз измерить АД и ЧССс интервалом 1- 2 минуты до получения повторяющихся величин АД и ЧСС.

Нафоне стабилизировавшихся показателей зарегистрировать ЭКГ в трех стандартных отведениях. После этого испытуемому предлагают спокойно встать, ноги расставить на ширину плеч и стоять в течение 10 минут. Сразу после вставания измерить АД и ЧССи записать ЭКГ.Далее АД и ЧСС измерять на 1,2,3,5,10 минутах, а ЭКГзаписать еще раз на 10 минуте. Параллельно путем опроса оценивают состояние испытуемого и его жалобы.

Оформление протокола: Кратко описать ход эксперимента, вклеить записи ЭКГ. Полученные данные занести в таблицу:

Параметр	В положении лежа	В положении стоя
		1-я мин	2-я мин	3-я мин	4-я мин
АДсист.
АДдиаст.
АДпульс.
ЧСС

По результатам построить графики динамики значений ЧССи АДпри ортопробе. В заключении отразить, если есть, патологические сдвиги на ЭКГ, тип реакции кровообращения на ортостатическую пробу.

Нормальной реакцией кровообращения на ортопробу считается умеренно - симпатикотонический тип: за 10 минут ортостаза ЧСС возрастает на 20 - 30%. АДсист. изменяется в пределах плюс минус 15%, АД сист. снижается не более чем на 5 мм рт. ст.

Кроме того, возможно выделение одного из 4 патологических типов реагирования:

1. Гиперсимпатонический: более резкое повышение АД сист. и АДдиаст., а также ЧСС,лицо испытуемого сразу после вставания краснеет.

2. Гипердиастолический: АДдиаст. повышается больше, чем на 5 мм.рт. ст., а АД сист. снижается на еще большую величину, при этом АДпульс. уменьшается, ЧСС при этом резко возрастает.

3. Асимпатикотонический или гиподиастолический: АД сист. и АДдиаст. не изменяются или падают. ЧССотсается исходной или незначительно увеличивается. При резком падении Д сист. возможен обморок.

4. Симпатикоастенический: сразу после вставания отмечается нормальная или гиперсимпатикотоническая реакция, которая на 3-6-ой минутах сменяется выраженным снижением АД сист. ЧСС возрастает до 100 %. При этом возможны головокружения, коллапс.

Параллельно провести анализ ЭКГ, записанной в горизон- тальном и вертикальном положениях. Обратить внимание на возможное изменение электрического вектора сердца, сдвиг интервала ST, от изолинии, что характеризует ишемические нарушения.

Работа 12.2 Анализ механизмов регуляции кровообращения методом кардиоинтервалометрии (расчет индекса напряжения Р.М.Баевского).

Метод кардиоинтервалометрии (КИГ) заключается в статистическом анализе степени вариабельности последовательности на 100 кардиоинтервалов, зарегистрированных у человека в состоянии покоя. Установлено, что чем более выражена вариабельность интервалов между сердечными сокращениями, тем активнее парасимпатический отдел ВНС в регуляции функций сердца и наоборот, чем стабильнее ритм сердца, тем выше напряжение регуляции кровообращения, активнее симпатический отдел ВНС. По параметрам кардиоинтервалограммы рассчитывают специфический показатель и индекс напряжения ВНС (ИН), предложенный Баевским Р.М. (1979 -1989).

Цель работы: Научиться оценивать тонус вегетативной нервной системы по показателям ВРС.

Оснащение: одноканальный электрокардиограф.

Ход работы: Испытуемому в положении сидя после 5 минут покоя зарегистрировать не менее 100 кардиоциклов в одном из стандартных отведений. Во время регистрации исключаются движения, отвлечения, глубокое дыхание, покашливание. Скорость лентопротяжки - 50 мм/с.

Анализ КИГдолжен включать измерение, запись значений последовательных R-R - интервалов на ленте и построение их гистограммы. Гистограмма - графическое изображение сгруппированных значений кардиоинтервалов, где на оси ординат откладываются временные промежутки (с) с интервалом в 0,05 с, а на оси абсцисс - количество R-R интервалов, относящихся к указанному диапазону. Удобнее проводить анализ вдвоем: один, обычной линейкой измеряет интервалы R-R на ЭКГ в мм,переводит его значение в с (умножив на 0,02), надписывают на ленте ЭКГи произносит очередное значение вслух, второй экспериментатор работает с заранее приготовленным бланком гистограммы (приведен ниже) и напротив интервала гистограммы, куда относится названный интервал R-R, ставит палочку. В итоге получится распределение 100 кардиоинтервалов по градациям таблицы.

Пример заполненного бланка гистограммы:

интервал гистограммы	частота встречаемости значений R-R	всего
0,55-0,59	ïï (исключается из анализа)
0,60-0,64
0,65-0,69	ïïïïïï
0,70-0,74	ïïïïïïïïïï
0,75-0,79	ïïïïïïïïïïïïïïïïïïï
0,80-0,84	ïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïï
0,85-0,89	ïïïïïïïïïïïïïïïïïïïï
0,90-0,94	ïïïïïïïïïï
0,95-0,99	ïïïïïïïï
1,00-1,04
1,05-1,09		всего: 100
1,10-1,14
1,15-1,19

Попараметрам гистограммы находится значение ИН. Так как индекс напряжения - комплексный показатель, зависящий от других характеристик гистограммы, одновременно определяется значение и других показателей.

1. Мода (Мо) - значение середины наиболее часто встречающегося диапазона кардиоинтервалов в зарегистрированной последовательности (с) в примере гистограммы Мо = 0,825 с.

2. Амплитуда моды (АМо) - количество кардиоинтервалов (в %), относящихся к диапазону Мо. Показатель отражает тонус симпатического отдела ВНС в регуляции функций сердца. В примере АМо = 25%.

3. Вариационный размах (ДХ) - разница между наиболее продолжительным и самым коротким кардиоинтервалами (с). Отражает степень активности парасимпатического отдела ВНС.В примере ДХ = 0,340 с. Примечание: если в крайних градациях гистограммы значения RR интервалов встречаются менее трех раз и этот диапазон находится от основной выборки кардиоциклов через один незаполненный диапазон кардиоинтервалов, их исключают из анализа как вероятные помехи записи (см. пример).

4. Индекс напряжения (ИН) - показатель, интегрально отражающий степень напряжения вегетативной регуляции сердечно-сосудистых функций.

ИН=АМо/(2Мо х ДХ), усл. ед.

Значения ИН менее менее 50 характеризуют преобладание парасимпатических влияний (ваготонию), 50-150 - нормотонию, 150-250 - преобладание симпатических влияний (симпатикотонию).

В примере ИН= 25/2 х 0,825 х 0,34 =44,5 усл. ед.

Оформление протокола:

1. Записать ход работы.

2. Вклеить проанализированную кардиоинтервалограмму в тетрадь.

3. Построить гистограмму распределения R-R интервалов и последовательно рассчитать все показатели М, АМо, ДХ,ИН.

4. Написать вывод, о состоянии вегетативного гомеостаза у испытуемого.

Работа 12.3 Оценка особенностей мозгового кровообращения методом реоэнцефалографии (РЭГ)

Реоэнцефалография - разновидность реографического метода исследования, применяемая для оценки мозгового кровообращения. Метод основан на общем принципе реографических исследований - регистрации переменной составляющей пульсовых колебаний кровенаполнения головного мозга, что позволяет получать информацию о состоянии:

1) кровенаполнения мозга,

2) тонусе мозговых сосудов,

3) при динамических исследованиях - о сосудистой реактивности.

С помощью метода РЭГ можно изучить (в зависимости от наложения коллатеральных электродов) региональные изменения гемодинамики как в ограниченной зоне одного полушария, так и в симметричных областях обоих полушарий мозга.

В настоящее время метод реоэнцефалографии, имея существенные ограничения в точности измерений собственно мозгового (внутричерепного) кровообращения, не находит широкого применения в клинических обследованиях, однако может использоваться в динамических исследованиях, при проведении функциональных нагрузочных проб (ортостаз, антиортостаз), для оценки кровотока в поверхностных сосудах головы.

Цель работы: Научиться регистрировать и проводить первичный анализ РЭГ.

Оборудование: реограф, самописец.

Ход работы: Регистрацию РЭГ лучше проводить в положении испытуемого лежа (сидя) с закрытыми глазами. Концентрические круглые электроды обработать специальной пастой и с помощью резиновой ленты зафиксировать на симметричных точках в области висков (битемпоральное отведение РЭГ). Провести калибровку реографа: включить в сеть реограф и самописец и нажать калибровочную кнопку на реографе - сигнал синусоидальной формы подается с реографа на регистрирующее устройство самописца.

После записи 10-15 циклов калибровочного сигнала отжать кнопку калибровки и на скорости лентопротяжки 50 мм/с записать несколько циклов РЭГ. (Запись лучше проводить при задержке испытуемым дыхания).

После анализа РЭГ у испытуемого в состоянии покоя сидя (или лежа) попросить его принять вертикальное положение и через 15-20 секунд вновь записать несколько циклов РЭГ.

Оформление работы:

Записать ход работы.

Вклеить калибровочный сигнал и РЭГ,записанные в положении сидя и стоя в тетрадь. Провести количественный анализ РЭГ,рассчитав следующие показатели:

1) Реографический индекс (РИ) - как отношение амплитуды РЭГк амплитуде калибровочного сигнала, характеризует величину систолического притока крови в исследуемую область.

2) Время максимального систолического кровенаполнения а (с) - интервал от начала РЭГ до ее вершины, связан с тонусом сосудистой стенки и величиной ударного объема сердца.

3) Время оттока крови (с) - от вершины РЭГ до начала следующего цикла.

4) Коэффициент (α/Т) как показатель эластичности и тонуса сосудов. Рассчитывается как отношение времени а к длительности сердечного цикла Т.

5) Дикротический индекс (ДКИ) -отношение амплитуды РЭГна уровне инцизуры к максимальной амплитуде, отражает состояние тонуса мелких артерий и артериол.

6) Диастолический индекс (ДСИ) - отношение амплитуды РЭГ на уровне дикротического подьема к амплитуде РЭГ- отражает состояние посткапиллярных мелких сосудов головного мозга.

Занести полученные данные в таблицу.

В заключении по работе сделать вывод об особенностях мозговой гемодинамики в состоянии покоя (сопоставив с нормативами - см. ниже) и о сосудистой реактивности (за счет каких механизмов развивается оперативная компенсация измененных условий кровоснабжения мозга при перемене испытуемым положения тела). Можно использовать следующие признаки изменения тонуса мозговых сосудов.

Повышение тонуса крупных сосудов выражается на РЭГ в уменьшении крутизны наклона анакроты, увеличении времени быстрого систолического подъема а и максимальной скорости изменения импеданса.

Повышение тонуса сосудов среднего и мелкого калибра находит свое проявление в нарастании длительности анакроты а (за счет удлинения периода медленного наполнения), замедления средней скорости изменения импеданса, выраженном закруглении вершины, смещении дикротического зубца ближе к вершине кривой, возрастании в связи с этим значений дикротического (ДКИ) и дастолического (ДСИ) индексов до 80-100% (нормальные его значения - 40-50 %).

При резком повышении тонуса мозговых сосудов отмечается значительное уменьшение амплитуды, двухступенчатый подъем анакроты за счет снижения вершины отрезка быстрого систолического подъема и возвышения дикротического зубца или позднего систолического зубца над основной вершиной кривой, что обусловливает двугорбую форму РЭГ - волны.

Снижение тонуса сосудов на РЭГ проявляется в следующих признаках: нарастание крутизны подъема, укорочение длительности анакроты а, увеличение амплитуды основной волны, заострение ее вершины, смещении увеличенного дикротического зубца к основанию кривой (т.е. резкое уменьшение дикротического индекса ДКИ). Чем более выражена гипотония, тем ниже (ближе к изолинии) расположен дикротический зубец.

При венозном застое, в начальном периоде затруднения венозного оттока из полости черепа, характерны изменения катакротической ветви кривой, она становится растянутой и выпуклой с возвышением дикроты над основной вершиной и образованием систолического плато.

Венозная или ликворная гипертензия (сопровождающаяся отеком мозга) характеризуется на РЭГ резким возвышением диастолической волны и значительным увеличением амплитуды РЭГ.

Атония (вазопарез) мозговых сосудов отражается на РЭГ очень быстрым подъемом и спуском пульсовой волны (укорочение а), смещением дикроты к изолинии, появлением венозной волны. Эти изменения являются следствием венозного застоя и отека мозга, сопутствующих атонии. Церебральная ишемия находит выражение в значительном снижении систолической волны (снижение РИ) при одновременном увеличении диастолической.

Работа 12.4 Определение физической работоспособности по индексу Гарвардского степ-теста.

Диагностическую информацию по исследованию системы кровообращения в ряде случаев можно расширить за счет проведения функциональных нагрузочных проб. При так называемых донозологических, предболезненных, состояниях признаки сердечно - сосудистых нарушений не выявляются, если исследуемый находится в условиях функционального покоя. Однако их можно обнаружить, дав пациенту определенную, дозированную нагрузку, что приводит к сдвигам параметров кровообращения.

Одно из ведущих мест занимают тесты с физической нагрузкой, в частности - степ-тест (восхождение и спуск по ступеньке в определенном темпе).

Физиологической основой всех тестов с физической нагрузкой являются повышение потребления работающим организмом кислорода. Любая физическая нагрузка усиливает окислительно - восстановительные процессы, связанные с повышением потребления глюкозы, липидов и увеличение клеточного метаболизма. Для обеспечения этих процессов требуется адекватное увеличение потребления тканями кислорода. При этом транспорт кислорода определяется в основном интенсивной деятельность сердца, ускорением кровотока, снижением сосудистого сопротивления в мышцах.

Главными критериями адекватности физической нагрузки является ее субъективная переносимость, реакция ЧСС, АД отсутствие изменений на ЭКГ. Эти параметры чаще всего и регистрируют при проведении степ-теста.

В основу оценки физической работоспособности человека по показателям сердечно-сосудистой системы положена линейная зависимость между значениями ЧССи мощностью выполняемой работы. Кроме того, известно, что функции кровообращения являются факторами, ограничивающими выполнение предельных физических нагрузок. Таким образом, по характеру сдвига и восстановления ЧСС при нагрузке можно оценивать физическую работоспособность и функциональные возможности кровообращения человека.

Цель работы: Научиться контролировать работоспособность человека по показателям деятельности сердца.

Оснащение: секундомер, ступенька

Ход работы: После выполнения степ-теста (подъем в течение 6 минут на ступеньку) у испытуемого в положении сидя подсчитывают пульс (ЧСС) на 2-ой, 3-ей, 4-ой минутах (считать в течении первых 30 секунд каждой минуты) восстановительного после нагрузки периода. По полученным данным рассчитывается индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ).

ИГСТ = Т х 100/2(Р₁ + P₂+ Р₃)

где Т - время выполнения теста в секундах (то есть 300 с), Р₁,Р₂,Р₃ -значения пульса за первые 30 секунд на 2-ой, 3-ей, 4-ой минутах восстановления. Если в течение 5 минут нужный ритм подъемов не выдерживается, то нагрузку прекращают и в формулу подставляют то время, в течение которого выполняли пробу.

Оформление протокола: краткоописать ход работы, полученные данные занести в таблицу:

Оценить физическую работоспособность и функциональные возможности сердечно-сосудистой системы человека по следующей таблице.

Физическая работоспособность - резервы сердечно - сосудистой системы	ИГТС (усл. ед.)
Низкие	< 55
Ниже среднего	56-64
Средние	65-79
Хорошие	80-89
Отличные	> 90

В выводе дать оценку и объяснение полученным результатам. Используя схему функциональной системы поддержания оптимального для метаболизма уровня кровяного давления (рис. 1), объяснить, за счет каких эффекторных механизмов и насколько экономично происходит обеспечение выполнения физической работы, а также восстановление значений АД в постнагрузочный период.

Рис. 1 Схема функциональной системы поддержания оптимального для метаболизма уровня кровяного давления.

Контрольные вопросы

1. Функции кровообращения. Строение сердца, круги кровообращения.

2. Сердце как аппарат нагнетания крови в сосуды и создания в них определенного давления. Анатомо-физиологические особенности сердечной мышцы.

3. Свойства и особенности сердечной мышцы (возбудимость, проводимость, рефрактерность, автоматия, сократимость).

4. Проводящая система сердца. Современные представления о субстрате и механизме автоматии сердца.

5. Распространение возбуждения по сердцу. Особенности возбудимости сердечной мышцы. Экстрасистолия.

6. Гемодинамическая функция сердца. Фазы кардиоцикла. Динамика давления в полостях сердца и положение клапанов в разные фазы сердечного цикла. Метод фазового анализа сердечного цикла

7. Основные показатели центральной гемодинамики. Систолический и минутный объем крови, методы их определения.

8. Классификация механизмов регуляции сердечной деятельности.

9. Закон Франка-Старлинга, его следствие и функциональное значение.

10. Понятие о внутрисердечных механизмах регуляции. Внутрисердечные рефлекторные дуги, их функциональное значение.

11. Иннервация сердца, характеристика симпатических и парасимпатических влияний на деятельность сердца.

12. Рефлекторная регуляция деятельности сердца. Классификация сердечных рефлексов. Значение для клиники.

13. Особенности гуморальной регуляции сердечной деятельности. Значение для клиники.

14. Классификация методов исследования деятельности сердца.

15. Электрокардиография, ее природа. Теории, объясняющие происхождение элементов ЭКГ.

16. Происхождение компонентов ЭКГ, их характеристики.

17. Методика регистрации и анализа ЭКГ. Электрокардиография, отведения. Клиническое значение метода.

18. Векторкардиография (ВЭКГ). Принцип регистрации, клиническое значение.

19. Тоны сердца, методы их изучения и регистрации. Фонокардиогарфия: принцип регистрации, клиническое значение.

20. Эхокардиография. Физиологические основы и принципы метода. Клиническое значение. Регистрируемые показатели.

21. Реографические методы анализа сердечной деятельности. Принцип методов, значение. Поликардиография.

22. Основные законы гидродинамики и использование их для объяснения движения крови по сосудам.

23. Факторы, обеспечивающие движение крови оп сосудам. Функциональная характеристика сосудистого русла.

24. Кровяное давление. Факторы, влияющие на величину артериального и венозного кровяного давления. Методы измерения кровяного давления.

25. Линейная и объемная скорость движения крови в разных участках кровеносного русла и факторы их обуславливающие.

26. Артериальный и венозный пульс, их происхождение. Анализ сфигмограммы и флебограммы. Скорость распространения пульсовой волны.

27. Капиллярный кровоток и его особенности. Микроциркуляция и ее роль в механизме обмена жидкости и различных веществ между кровью и тканями.

28. Морфо-функциональная характеристика основных компонентов микроциркуляторного русла.

29. Регионарное кровообращение: принципы регуляции. Особенности малого круга кровообращения.

30. Коронарный круг кровообращения. Физиологические особенности коронарного кровотока и его регуляция.

31. Физиологические особенности мозгового кровообращения. Роль ауторегуляции в организации мозговой гемодинамики. Гемато-энцефалический барьер.

32. Портальное кровообращение. Особенности почечного кровотока.

33. Лимфатическая система. Лимфообразовнаие, его механизмы. Функции лимфы и особенности регуляции лимфообразования и лимфооттока.

34. Особенности иннервации сосудов. Понятие о сосудистом тонусе, его составляющих (миогенный, нейрогенный, гуморальный компоненты). Опыты, доказывающие наличие тонуса сосудов.

35. Классификация и характеристика механизмов нейрогуморальной регуляции сосудистого тонуса.

36. Функциональная система поддержания оптимального для метаболизма уровня артериального давления (ФС АД). Характеристика основных компонентов ФС АД.

37. Классификация и основные свойства барорецепторов. Основные рефлексогенные зоны, рефлекторные дуги депрессорных рефлексов. Роль хеморецепторов в регуляции сосудистого тонуса.

38. Понятие о сосудодвигательном центре, принципы регуляции эфферентной импульсации к сосудам.

39. Характеристика эффекторных механизмов ФС АД (компоненты оперативной, отсроченной и долговременной регуляции). Динамика работы ФС АД при повышении и понижении системного давления крови.

40. Методы изучения состояния кровеносных сосудов и их реактивности. Плетизмография, реовазогарфия.

Литература

1. «Физиология: основы и функциональные системы» Курс лекций/ Под ред. К. В. Судакова. - М.: Медицина, 2000. Дополнительно необходимо пользоваться:

2. Учебник "Физиология человека" / Под ред. Г.И.Косицкого, с. 239-257.

3. Учебник "Физиология функциональных систем" / Под ред. К. В. Судакова. - Иркутск, 1997.- с.121-132, 139-147.

4. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / Под ред. К.В.Судакова, А.В.Котова, Т.Н.Лосевой. - М.: Медицина, 2002. - 704 с.

5. Руководство по физиологии для студентов фармацевтического факультета /Под ред.К.В.Судакова, с. 143-148, 149-154.