Цена» изгнания единичного объема крови

 

Установлено [113], что «подбор» нормального сердечного выброса за минуту и среднее артериальное давление являются оптимальным «решением» по отношению к системе эритропоэза. Покажем, что золотой режим кровоснабжения организма является для сердца самым экономичным по отношению к затратам механической мощности на изгнание единичного объема крови. Механическая работа сердца приходится на фазу изгнания крови из желудочков. Ударная работа A(υ_ЗС), производимая сердцем в течение фазы изгнания в золотом режиме,

A(υ_ЗС ) = [1/t* _S (υ_ЗС)] p*(υ_ЗС,t)q*(υ_ЗС,t)dt,                    (2.39)

 

где t*_S(υ_ЗС) - длительность фазы изгнания, q*(υ_ЗС,t), p*(υ_ЗС,t), - мгновенные значения объемной скорости изгнания крови и давления в левом желудочке во время фазы изгнания при золотой частоте υ_ЗС.

Для левого желудочка в некотором режиме кровоснабжения при физической нагрузке по отношению к золотому режиму длительность изгнания [193]:

t* _S(υ) = t* _S(υ_ЗС)/ .                                        (2.40)

 

Давление p*(υ,t) и кровоток p*(υ,t), соответствующие частотам υ_ЗС и n [193],

p*(υ,t) = p*(υ_ЗС,t),                                      (2.41)

q*(υ,t)= q*(υ_ЗС,t).                                      (2.42)

 

Исходя из (2.40) – (2.42),

A(υ) = A(υ_ЗС),                                          (2.43)

 

где A(υ) - ударная работа сердца в заданном режиме кровоснабжения при частоте сердцебиений υ.

Величина объема крови, выброшенного желудочком за одно сокращение при частотах υ и υ_ЗС,

V(υ_ЗС) = q*(υ_ЗС,t)dt,

V(υ) = q*(υ_ЗС,t)dt = V(υ_ЗС),                (2.44)

где V(υ_ЗС), V(υ) - соответственно ударный объем крови в золотом и заданном режимах кровоснабжения организма; из (2.44) очевидно их равенство. Эффективность работы сердца по отношению к его функции определяется количеством механической энергии, затраченной на изгнание единичного объема крови. Исходя из (2.43) и (2.44),

 

h(υ) = А(υ)/ V(υ) = h(υ_ЗС),                              (2.45)

 

где h(υ_ЗС), h(υ) - соответственно «цена» изгнания единичного объема крови в золотом и заданном режимах кровоснабжения. Заменив υ/υ_ЗС на d, можно (2.45) представить в следующем виде:

h(υ) = h(υ_ЗС).

 

Итак, «цена» изгнания крови в золотом режиме минимальна, а при наибольшей нагрузке максимальна. Отметим, что для всего организма наиболее экономный, золотой, режим кровоснабжения соответствует физиологическому покою организма. Этим объясняется возвращение кровообращения в исходный режим покоя после прекращения нагрузки.

 

2.6. Гемоартериальная система сердца и гармония ССЦ

Особенности конструкции и гемодинамики гемоартериальной

Системы сердца в покое

 

Артерии, питающие ткани сердца, окружают сердце наподобие венца и поэтому называются коронарными или венечными. Первые две коронарные артерии (левая и правая), ответвляющиеся от начала восходящей части аорты, являются самыми крупными магистральными кровеносными сосудами. Эти сосуды расположены на эпикардиальной поверхности сердца. Пронизывая толщу миокарда, они последовательно делятся, уменьшаясь в диаметре. Докапиллярное сосудистое русло сердца по отношению к «кислородной» функции можно условно разделить на два участка: транспортный и обменный. По транспортному участку кровь перемещается без отдачи кислорода, на обменном отдает кислород. Транспортный участок составляют артерии с диаметром выше 100 мкм. К обменному участку относятся артериолы и метартериолы с диаметром менее 100 мкм.

Обеспечение сердца кровью и кислородом представляет собою замкнутый цикл: 1) сокращение сердца обеспечивает транспорт крови и кислорода в сердечной мышце и 2) утилизация кислорода и других веществ в кардиомиоцитах обеспечивает очередное сокращение сердца. Основу деятельности системы крово-кислородного обеспечения сердца составляет взаимодействие трех «партнеров»: взаимодействие трех «партнеров»: 1) переносчика кислорода – крови, 2) транспортного тракта - сосудистого русла и 3) движущего фактора - давления в аорте. С первыми двумя «партнерами» связаны структурные аспекты системы, с третьим - динамические. Среднее давление в аорте рефлекторно задает уровень кровотока в коронарных сосудах, а также уровень потребления кислорода сердечными клетками.