Формула фика физиология. Определение производительности сердца
3494
(Пока оценок нет)
Уже несколько десятилетий можно услышать термин «пептиды» и множество мнений о них – как положительных, так и резко отрицательных. Что же это такое и почему вызывает настолько много споров среди врачей и простых людей?
В основе любого организма – человека или животного – белки. Если условно изобразить структуру белка, то она будет напоминать цепочку. Звенья цепочки – это остатки аминокислот, входящих в состав белка. Такие цепочки могут быть длинными и короткими. Короткие и носят название – пептиды.
Под пептидами подразумеваются различные соединения природного или синтетического происхождения ; молекулы этих соединений складываются из остатков аминокислот, которые связаны между собой пептидными связями.
Пептиды природного происхождения образуются в результате распада белков или непосредственно из аминокислот. Но сегодня многие природные пептиды (например, гормоны или антибиотики) получают с помощью различных химических процессов.
Пептиды имеют огромное значение для нормального развития и функционирования организма человека. Они принимают участие в основных физических и биохимических функциях. К ним относятся :
- образование коллагена;
- поддержание (увеличение) упругости кожи;
- улучшение циркуляции крови;
- регенерация кожи (заживление микротрещинок, снятие воспалений);
- контроль над образованием меланина;
- нормализация работы органов сердечно-сосудистой системы;
- улучшение работы пищеварительной системы;
- снижение риска онкологических болезней;
- уменьшение риска сахарного диабета и ожирения;
- выведение из организма тяжелых опасных для здоровья веществ (радионуклидов, солей).
Полезная статья сайта: Молочница. Лечение быстро и эффективно. Лекарственные препараты.
Пептиды по своей сути универсальны и имеют четко определенное направление действия. Их можно назвать своеобразными информационными двигателями, которые переносят информацию от одной клетки к другой, обеспечивая таким образом их правильную, слаженную работу. Если происходят нарушения в работе одной клетки, это отображается на работе всей системы.
Несмотря на множество доказанных положительных свойств белковых веществ, от врачей можно услышать и негативное мнение . Оно обусловлено недостаточной информацией о риске передозировки от приема (с целью скорейшего положительного результата) и возможных индивидуальных реакций.
Области применения пептидов
В результате многих исследований и изучения учеными основных функций пептидов было выяснено, как влияют пептиды на организм человека, какова их роль, можно ли их применять и для чего, в чем их полезность и необходимость.
Как известно, в основе процессов старения (увядание кожи, появление морщин) – нарушение синтеза белка. Поэтому косметика является одной из самых популярных областей применения данных веществ. Пептиды входят в состав многих косметических средств (например, кремов от морщин на основе коллагена). Также они широко используются при лечении заболеваний (в первую очередь, онкологических).
Это интересно! При регулярном и правильном приеме пептидов происходит восстановление правильной работы клеток организма. Клетки получают возможность больше делиться. В результате этого процесса старые клетки заменяются новыми, «сильными». Благодаря этому замедляется старение организма, восстанавливаются защитные функции, противостояние различным негативным влияниям.
Еще одна сфера, где использование пептидов часто необходимо – это спорт. Для профессиональных спортсменов нужно поддерживать в организме нормальное функционирование клеток всех органов и систем.
В связи с чрезмерными постоянными физическими нагрузками организм спортсмена «испытывает» серьезный стресс, что негативно влияет на вырабатывание пептидов.
Для восстановления правильной работы и необходимо принимать препараты, содержащие пептиды (белковые компоненты). Кроме того, они позитивно влияют на рост мускулатуры, ускоряют процессы обмена веществ в организме, помогают «сжечь жиры».
Отзывы врачей о применении пептидов в спорте
Пептиды сравнительно недавно вошли в активное применение. Поэтому и врачи всего несколько десятков лет назад очень скептически относились к пептидам и их применению в спорте.
Сегодня доктора все больше склоняются к мысли, что препараты с пептидами не вредят организму спортсмена, а наоборот – приносят пользу. Они улучшают сон, помогают быстрее восстановить силы, увеличить мышечную массу, способствуют более быстрому заживлению разных травм суставов.
Несмотря на положительные стороны в применении препаратов, содержащих пептиды, некоторые отзывы врачей — отрицательные.
Это связано с тем, что до конца не изучена эффективность их употребления профессиональными спортсменами; также непонятно, влияют ли пептидные комплексы на гормональный фон человеческого организма и могут ли нарушить его нормальное функционирование.
Пептиды в бодибилдинге
По мнению докторов, бодибилдинг – та отрасль спорта, где использование пептидов приносит самый большой эффект . Часто спортсмену-бодибилдеру бывает недостаточно активных тренировок, рационального питания.
Одной из основных составляющих является также употребление специальных препаратов для поддержания в норме гормонального фона организма. Именно пептиды выполняют эту задачу. Основная цель их применения – наращивание мышц, борьба с лишним весом.
Несмотря на положительные стороны в применении препаратов, содержащих пептиды, некоторые отзывы врачей — отрицательные
Польза пептидов в бодибилдинге также и в том, что они :
- повышают скорость процессов обмена веществ в организме;
- укрепляют опорно-двигательный аппарат;
- замедляют процесс старения организма;
- активизируют гормон роста;
- восстанавливают силы организма после изнурительных тренировок;
- повышают мышечный тонус;
- способствуют скорому заживлению травм.
Плюс употребления пептидов и в том, что они усваиваются организмом легче и проще, чем протеины или другие биологически активные добавки .
Выделяют два вида пептидов, применяемых в бодибилдинге:
Структурные | Функциональные |
Структурные насыщают организм необходимыми аминокислотами, улучшают процессы пищеварения, помогают увеличить мышечную массу. | Функциональные помогают быстро нарастить мышцы, убрать лишний вес. Действие этих пептидов направлено на увеличение секреции гормона роста, укрепление иммунитета, связок, уменьшение тяги к вредной пище (сладкому, жирному). |
Из негативных последствий может наблюдаться слишком скорое увеличение мышц и белковое отравление. | Отрицательные отзывы врачей о таких пептидах обусловлены их возможной непредсказуемостью. |
Пептиды-жиросжигатели
Пептиды-жиросжигатели – это группа веществ, которые помогают урегулировать обменные процессы в организме, уменьшить вес .
Данные пептиды ускоряют метаболизм, способствуют быстрому расщеплению вредных веществ, увеличивают выносливость организма при интенсивных физических нагрузках. Жиросжигатели применяются в форме инъекций. Обычно курс длится не больше 12 недель.
Неоднократно проводились исследования касательно безопасности употребления лекарств группы, известной как пептиды-жиросжигатели. Отзывы некоторых врачей были отрицательные, но выяснено, что употребление таких препаратов безопасно и эффективно, а побочные действия незначительны и встречаются очень редко.
Важно знать! Дозировку любых пептидов нужно подбирать индивидуально, по рекомендации специалиста, с учетом индивидуальных особенностей организма спортсмена и строго придерживаться назначенного курса.
Отзывы врачей о применении пептидов в лечении заболеваний
Врачи, в первую очередь, врачи-эндокринологи, расходятся во мнениях о применении пептидов в спорте. Несколько десятков лет назад большинство специалистов негативно относились к употреблению таких веществ. Сегодня, когда пептиды изучаются, отзывы врачей не столь отрицательные.
Специалисты рекомендуют принимать пептидные комплексы как дополнительное лечение к медикаментозному, для более быстрого восстановления организма. Заживления ран после хирургических вмешательств и разных травм (при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и нервной системы, болезнях глаз).
Антимикробные пептиды, сфера применения
Организм человека подвергается влиянию многих вредных и опасных для здоровья микроорганизмов. Если иммунная система не справляется с патогенными микроорганизмами, появляются симптомы той или иной болезни.
Антимикробные пептиды очень важны в защите организма от разных вирусов и бактерий . Много лет против борьбы с вредными микроорганизмами применялись антибиотики разного спектра действия. К сожалению, сейчас многие опасные трудно излечимые микроорганизмы стали нечувствительны к давно известным антибиотикам.
Сегодня, в результате исследований особенностей пептидов и их влияния на организм человека, ученые пришли к выводу, что антимикробные пептиды действуют на клетки вирусов и бактерий, разрушая их клеточную мембрану и нейтрализуя негативное действие на организм человека. Их эффект похож на эффект от приема антибиотиков, может быть, несколько слабее, но проявляется более быстро.
Сферы возможного применения антимикробных пептидов все еще изучаются . Учеными установлено, что эти пептиды хорошо себя зарекомендовали при борьбе с грибковыми инфекциями (особенно после курсов химиотерапии или пересадки органов).
При появлении небольших воспалений на поверхности кожи, герпесе, стоматите, при сахарном диабете (язвах и воспалениях на стопах), при тяжелых формах или обострении воспаления легких. Данные пептиды «показывают» хорошие результаты при лечении онкологических заболеваний (таких, как меланома и опухоли яичников и лимфомы).
Полезная статья сайта: Левомеколь. Для чего применяется мазь, инструкция, цена, аналоги, отзывы
Учеными было установлено, что некоторые антимикробные пептиды разрушительно влияют на вирус, вызывающий синдром иммунодефицита и способны разрушать сперматозоиды. Поэтому проводятся дальнейшие исследования касательно создания на основе пептидов антисептических и контрацептивных средств .
Не обходится без применения антимикробных пептидов и сфера питания (например, низин известен как консервант). Пептиды используются при уходе за цветами (для сохранения свежести), за рыбами (как элемент лечения), как средство для обработки и хранения контактных линз.
Опиоидные пептиды
Важную роль в нормальном функционировании человеческого организма (процессах саморегуляции, обмене веществ, развитии мозга) играют нейропептиды. Это пептиды, которые находятся в нервной системе человека и принимают участие в различных функциях центральной нервной системы.
Опиоидные пептиды – разновидность нейропептидов . К ним относятся эндорфины и энкефалины. Они размещены в головном мозге, железах внутренней секреции, поджелудочной железе.
С этими пептидами связаны такие процессы, как запоминание, изучение новой информации, реакция на стрессовые ситуации, регуляция аппетита, температуры тела.
Также они влияют на репродуктивную функцию, передачу болевых ощущений и работу дыхательной системы, имеют обезболивающий эффект. Их чрезмерная активность может проявляться раздражительностью, эмоциональностью, перевозбуждением, появлением судорог, нарушением памяти, падением артериального давления.
На сегодня изучается вопрос об применении опиоидных пептидов в борьбе с алкоголизмом. Пьянство – она из важнейших и сложнейших проблем человечества. Ученые и врачи давно искали ответ на вопрос – почему у людей развивается зависимость от алкоголя.
Они пришли к выводу, что такая зависимость появляется в результате нарушений реакций биохимического обмена. Человек чувствует неудовлетворенность, нехватку положительных эмоций и ищет спасения в алкоголе.
Современные ученые считают, что алкоголизм можно вылечить с помощью нейропептидов, точнее опиоидных пептидов, так как они влияют на настроение, сон, чувство сытости, удовольствия .
Установлено, что у людей, зависимых от спиртного, есть нарушения в работе пептидов и, стремясь получить нужные эмоции, они снова и снова возвращаются к алкоголю.
Принимая лекарства на основе данных пептидов, больной получает необходимые положительные эмоции и потребность в алкогольных напитках становится меньше. Прием опиоидных пептидов в послезапойный период обеспечивает от похмельного синдрома, кроме того, они практически не имеют противопоказаний и побочных реакций.
Будьте осторожны! Отрицательные отзывы врачей об употреблении пептидных комплексов часто связаны с ложным представлением людей об уникальности таких препаратов. Пептиды – это не панацея от болезней, а только способ восстановить и продлить потенциал человеческого организма.
Пептиды Хавинсона
Владимир Хавинсон – ученый, который проводил исследования пептидов, изучал особенности их функционирования в организме, их роль, строение, возможности применения. Он обращал большее внимание на исследование процессов, которые обусловливают старение организма, снижение функций деятельности клеток.
В основе всех клеток живого организма – белки . Нормальная работа клеток, а соответственно и всего органа, системы организма зависит от правильного функционирования белковых соединений.
К нарушению работы могут привести :
- стрессовые ситуации;
- ослабленный иммунитет, эмоциональное и физическое перенапряжение;
- возрастные изменения (старение организма).
По мнению Хавинсона, одним из способов поддержания и восстановления жизненных сил организма является применение пептидов. Они заставляют клетки нормально функционировать, улучшается синтез белка, повышается продолжительности жизни клеток и вследствие, организма в целом.
В. Хавинсон изучал комплексы пептидов, которые бы замедляли процесс старения, действовали на конкретный орган, восстанавливали бы его функции.
Под руководством ученого было создано 6 препаратов на основе пептидов (эпиталамин, тималин). Исследования продолжаются и выпущены новые, с повышенной эффективностью, пептидные регуляторы генов (натуральные пептиды и синтезированные натуральные пептиды).
Полезная статья сайта: Как вызвать месячные при задержке. Все способы и средства.
Преимущества пептидов
Препараты на основе пептидов имеют ряд преимуществ по сравнению с другими лекарственными средствами. К таким преимуществам относятся то, что пептиды :
Есть ли противопоказания к приему пептидов
Пептиды положительно действуют на организм. Но все же есть ряд противопоказаний, о которых нужно помнить, решив принимать пептидные комплексы.
Чаще всего негативные отзывы докторов связаны с такими противопоказаниями к применению, как :
- онкологические заболевания;
- инфекционные болезни;
- сахарный диабет;
- системные заболевания (ревматизм, склероз);
- поражение сетчатки глаза (ретинопатия);
- послеинфарктное состояние;
- нарушения сердечной деятельности (аритмия);
- послеоперационное состояние;
- ожирение;
- отсутствие открытых зон роста костной ткани;
- индивидуальная непереносимость отдельных компонентов пептидных препаратов.
Побочные эффекты от приема пептидов
Негативные отзывы врачей можно услышать также из-за появления побочных эффектов при приеме пептидов. Такое случается, если начать принимать пептиды без предварительной консультации со специалистом или не придерживаться назначенной дозировки. Среди побочных эффектов могут наблюдаться:
- головокружение;
- плохой сон (после сна человек чувствует разбитость);
- повышение артериального давления;
- беспричинная усталость;
- нарушения аппетита;
- накопление жидкости в организме;
- сильные болевые ощущения и онемение пальцев кисти.
Обратите внимание! Обычно подобные эффекты появляются, когда человек принимает слишком большое количество препарата за один раз, и проходят достаточно быстро (уже на следующий день), не оставляя никаких последствий.
Вопрос о пептидах актуальный и спорный. Исследования и опыты еще не полностью прояснили особенности данных веществ и их пользу или вред для человека.
Существует много видов пептидных комплексов, их применение широко охватывает области спорта и медицины .
Пептиды получают разные отзывы врачей. Отрицательные, в основном, связаны с малым количеством общедоступной информации. О положительных говорят те, кто уже использовал данные комплексы для лечения или улучшения спортивной формы.
Многим не понаслышке знакомо понятие «пептиды». Отзывы врачей, отрицательные или положительные мнения, информация о вреде, пользе и преимуществах этих органических соединений уже встречались вам в различных источниках. Мы п редлагаем дополнить свои знания по этому вопросу видео сюжетами из интернет ресурса.
Узнайте больше о том, как принимать пептиды, дозировка:
Надеемся, весь материал был для вас полезным, интересным и пригодится в жизни. Будьте здоровы!
Основные положения . Наряду с артериальным давлением для достаточного снабжения периферических отделов тела решающее значение имеет минутный объем сердца (МОС), т. е. масса крови, участвующая в кровообращении в течение 1 мин. Его можно измерять тремя различными методами:
- - по методу Фика;
- - по методу разведения индикатора;
- - при помощи реокардиографии.
В то время как методы Фика и разведения индикатора принадлежат к кровавым методам, делающим необходимым доступ в сосудистое русло, реокардиография относится к неинвазивным некровавым методам измерения.
Метод Фика . Для определения минутного объема сердца (МОС) по методу Фика необходимо измерить поглощение кислорода и артериальную разницу содержания кислорода (avD-О 2). МОС определяют по формуле:
Если предположить, что имеется одинаковое поглощение кислорода, то большая разница avD-О 2 по этой формуле равнозначна малому МОС и, наоборот, - малая avD-О 2 означает большой МОС. На основе этих соотношений между avD-О 2 и МОС некоторые авторы ограничиваются измерением avD-О 2 и отказываются от расчета МОС.
Содержание кислорода в артериальной и смешанной венозной крови, необходимое для определения avD-О 2 может быть измерено непосредственно или рассчитано по концентрации гемоглобина и насыщению кислородом артериальной и смешанной венозной крови. Для такого определения кровь должна быть взята из a. pulmonalis и из артерии большого круга кровообращения (рис. 3.5).
Для определения потребления кислорода необходимо измерить содержание кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Для этой цели лучше всего собирать воздух в дыхательные газовые мешки (мешки Дугласа). Метод Фика отличается большой точностью измерения, которое становится еще более точным с уменьшением МОС. Таким образом, метод Фика для измерения МОС при шоке наиболее приемлем. Он не подходит только при наличии пороков - шунтов, так как часть крови не проходит тогда через легкие. Технические затраты на измерения, особенно принимая во внимание необходимость определения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, настолько значительны, что делают метод Фика для практического контроля при шоке редко применимым.
Метод разведения индикатора . При определении МОС по методу разведения индикатора в вену больного вводят определенное количество индикатора и после смешивания с кровью определяют остающуюся концентрацию этого индикатора в оттекающей крови. Введение индикатора и измерение концентрации должны производиться в одном из основных сосудистых магистралей (правый желудочек, a. pulmonalis , аорта). При большом МОС происходит сильное разведение, а при малом,- наоборот, малое разведение индикатора. Если записывать одновременно кривую концентрации индикатора, то в первом случае отмечается небольшой, а во втором - резкий подъем кривой. Предпосылкой к использованию метода являются основательное смешивание крови и индикатора и исключение каких-либо потерь индикатора.
Расчет МОС производят по формуле:
МОС = Количество вводимого индикатора/Площадь кривой концентрации за определенное время
МОС может быть рассчитан с помощью небольшого компьютера, в который вводят необходимые данные. В качестве индикаторных субстанций могут употребляться красящие вещества, изотопы или холодовые растворы.
В практике интенсивной терапии наибольшее распространение получил метод холодового разведения (термодилюция). При этом методе холодовый раствор вводят в vena cava superior или в правое предсердие и регистрируют вызванное им изменение температуры крови в a. pulmonalis (рис. 3.6). С помощью катетера, плавающего в a. pulmonalis , снабженного на конце термоизмерительным зондом с использованием небольшого компьютера, можно быстро рассчитать МОС. Методика термодилюции превратилась в рутинный метод, применяемый в клинике у постели больного. Подробности метода описаны ниже. При использовании метода разведения красок красящее вещество вводят в a. pulmonalis . Концентрацию красящего вещества измеряют в аорте или в одном из больших артериальных стволов (рис. 3.7). Существенный недостаток метода разведения красящего вещества состоит в том, что красящее вещество длительное время остается в круге кровообращения и поэтому это оставшееся количество вещества должно учитываться при последующих измерениях. Для метода разведения красящего вещества при расчете МОС можно также использовать компьютер.
Реокардиография . Относится к непрямым неинвазивным методам измерения и дает возможность кроме того определить ударный объем сердца. Метод основан на регистрации изменений биоэлектрического сопротивления в груди, возникающих в результате ишемическйх изменений объема крови сердца. Отведение реографических кривых осуществляют с помощью циркулярных ленточных электродов, которые укрепляют на шее и на груди (рис. 3.8). Ударный объем высчитывают просто по уровню амплитуды реографической кривой, по времени изгнания крови из сердца, по расстоянию между электродами и по основному сопротивлению. При записи реографических кривых следует соблюдать определенные внешние условия измерения (расположение электродов, положение больного, цикл дыхания), так как в противном случае сравнение измеряемых величин станет невозможным. По опыту, полученному в клинике, реокардиография особенно приемлема для текущего контроля у одного и того же больного, но для абсолютного определения ударного и минутного объема сердца при шоке она применима весьма условно.
Нормальные величины . Нормальными величинами МОС в покое в зависимости от роста и массы тела больного являются 3-6 л/мин. При значительной физической нагрузке МОС увеличивается до 12 л/мин.
Так как между ростом и величиной МОС существуют тесные соотношения, рекомендуется при получении данных о МОС учитывать соответствующую поверхность тела больного. При такого рода пересчете измеренную величину МОС делят на величину поверхности тела, получая так называемый индекс минутного объема сердца, или проще - сердечный индекс, который указывает на величину МОС на 1 м 2 поверхности тела. Нормальные величины индекса МОС составляют в покое 3-4,4 л/мин м 2 . Поверхность тела определяют по номограмме из величин роста и массы тела. Соответственно индексу МОС имеется также индекс ударного объема. Таким же образом ударный объем пересчитывают на величину поверхности тела в 1 м 2 . Нормальные величины составляют 30-65 мл на 1 м 2 поверхности тела.
В течение начальной фазы шока МОС следует измерять с промежутками 30-60 мин. Если в результате проводимой противошоковой терапии гемодинамика стабилизирована, то достаточно измерений с промежутками 2-4 ч (рис. 3.9).
Оглавление темы "Вентиляция легких. Перфузия легких кровью.":1. Вентиляция легких. Вентиляция кровью легких. Физиологическое мертвое пространство. Альвеолярная вентиляция.
2. Перфузия легких кровью. Влияние гравитации на вентиляцию легких. Влияние гравитации на перфузию легких кровью.
3. Коэффициент вентиляционно-перфузионных отношений в легких. Газообмен в легких.
4. Состав альвеолярного воздуха. Газовый состав альвеолярного воздуха.
6. Транспорт газов кровью. Транспорт кислорода. Кислородная емкость гемоглобина.
7. Сродство гемоглобина к кислороду. Изменение сродства гемоглобина к кислороду. Эффект Бора.
8. Углекислый газ. Транспорт углекислого газа.
9. Роль эритроцитов в транспорте углекислого газа. Эффект Холдена..
10. Регуляция дыхания. Регуляция вентиляции легких.
Диффузия газов через альвеолярную мембрану происходит между альвеолярным воздухом и венозной, а также артериальной кровью легочных капилляров. В табл. 10.2 приведены стандартные величины напряжения дыхательных газов в артериальной и венозной крови легочных капилляров.
Таблица 10.2. Напряжение дыхательных газов в артериальной и венозной крови легочных капилляровГрадиенты парциального давления кислорода и углекислого газа обусловливают процесс пассивной диффузии через альвеолярную мембрану кислорода из альвеол в венозную кровь (градиент 60 мм рт. ст.), а углекислого газа - из венозной крови в альвеолы (градиент 6 мм рт. ст.). Парциальное давление азота по обе стороны альвеолярной мембраны остается постоянным, поскольку этот газ не потребляется и не продуцируется тканями организма. При этом сумма парциального давления всех газов, растворенных в тканях организма, меньше, чем величина атмосферного давления, благодаря чему газы в тканях не находятся в газообразной форме. Если величина атмосферного давления будет меньше, чем парциальное давление газов в тканях и в крови, то газы начинают выделяться из крови в виде пузырьков, вызывая тяжелые нарушения в кровоснабжении тканей организма (кессонная болезнь).
Скорость диффузии 02 и С02 в легких
Скорость диффузии (M/t) кислорода и углекислого газа через альвеолярную мембрану количественно характеризуется законом диффузии Фика . Согласно этому закону газообмен (M/t) в легких прямо пропорционален градиенту (ДР) концентрации 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, площади ее поверхности (S), коэффициентам (к) растворимости 02 и С02 в биологических средах альвеолярной мембраны и обратно пропорционален толщине альвеолярной мембраны (L), а также молекулярной массе газов (М). Формула этой зависимости имеет следующий вид:
Структура легких образует максимальное по величине поле для диффузии газов через альвеолярную стенку, которая имеет минимальную толщину (рис. 10.16). Так, количество альвеол в одном легком человека приблизительно равно 300 млн. Суммарная площадь альвеолярной мембраны, через которую происходит обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, имеет огромные размеры (порядка 100 м2), а толщина альвеолярной мембраны составляет лишь - 0,3-2,0 мкм.
В обычных условиях диффузия газов через альвеолярную мембрану происходит в течение очень короткого отрезка времени (не более 3/4 с), пока кровь проходит через капилляры легких. Даже при физической работе, когда эритроциты проходят капилляры легкого в среднем за 1/4 с, указанные выше структурные особенности альвеолярной мембраны создают оптимальные условия для формирования равновесия парциальных давлений 02 и С02 между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких (рис. 10.17). В уравнении Фика константы диффузии (к) пропорциональны растворимости газа в альвеолярной мембране. Углекислый газ имеет примерно в 20 раз большую растворимость в альвеолярной мембране, чем кислород. Поэтому, несмотря на существенное различие в градиентах парциальных давлений 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, диффузия этих газов совершается за очень короткий отрезок времени движения эритроцитов крови через легочные капилляры.
Рис. 10.16. Диффузия газов через альвеолярную мембрану . Диффузия газов в легких осуществляется по градиентам концентрации 02 и С02 между альвеолярным пространством и кровью капилляров легких, которые разделены альвеолярной мембраной. При этом диффузия тем эффективнее, чем тоньше альвеолярная мембрана и области контакта альвеолоцитов и эндотелиоцитов. Поэтому альвеолярная мембрана образована уплощенными частями альвеолоцитов I порядка (0,2 мкм) и эндотелиоцитов капилляров легких (0, 2 мкм), между которыми находится тонкая общая базальная мембрана (0,1 мкм) этих клеток. В состав мембраны входит также мономолекулярный слой сурфактант а. Мембрана эритроцитов является препятствием для диффузии газов в легких.
Газообмен через альвеолярную мембрану количественно оценивается диффузионной способностью легких, которая измеряется количеством газа (мл), проходящего через эту мембрану за 1 мин при разнице давления газа по обе стороны мембраны в 1 мм рт. ст.
Рис. 10.17. Градиенты парциального давления дыхательных газов в смешанной венозной крови легочной артерии, альвеолярном воздухе и артериальной крови . Равновесие парциальных давлений углекислого газа и кислорода между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров достигается в течение короткого времени (1/4-3/4 с) движения плазмы крови и эритроцитов в капиллярах легких.
Наибольшее сопротивление диффузии 02 в легких создают альвеолярная мембрана и мембрана эритроцитов, в меньшей степени - плазма крови в капиллярах. У взрослого человека в покое диффузионная способность легких 02 равна 20-25 мл мин-1 мм рт. ст.-1. С02, как полярная молекула (0=С=0), диффундирует через указанные мембраны чрезвычайно быстро, благодаря высокой растворимости этого газа в альвеолярной мембране Диффузионная способность легких С02 равна 400-450 мл мин-1 мм рт. ст.-1.
Работы, посвященные методу артериальной термодилюции , основываются на недостатках метода терморазведения, выполняемого посредством катетеризации легочной артерии. Помимо осложнений, связанных с этой процедурой, их авторы указывают на возможность получения недостоверных результатов измерения СВ. В частности, Jullien Т. и соавт. (1995), используя контрастную эхокардиографию и доплерографию, показали, что ИВЛ может приводить к выраженной недостаточности трикуспидального клапана и возникающий при этом обратный ток крови существенно искажает результаты измерения СВ.
Положительное давление в грудной клетке во время вдоха при проведении аппаратного дыхания также может сказываться на результатах измерения СВ, показатель которого зависит от того, в какую фазу дыхательного цикла производится инъекция индикатора.
Основан на анализе изменений температуры артериальной крови. Индикатор (охлажденный изотонический раствор) вводят в центральный венозный катетер, а кривую терморазведения регистрируют с помощью термодилюционного катетера (4F), введенного в бедренную или плечевую артерию.
Метод артериальной термодилюции может применяться в режиме непрерывного измерения СВ. При этом, в отличие от доступа через легочную артерию, нет необходимости в использовании специального дорогостоящего катетера. После измерения СВ методом артериальной термодилюции полученные данные ударного выброса принимают за базовый уровень. В дальнейшем значения СВ вычисляют исходя из результатов математической обработки кривой артериального давления и базового значения УВ. В исследовании A. Perel (1998) при сопоставлении результатов, полученных на основе непрерывного измерения СВ, с термодилюционным методом коэффициент линейной корреляции составил 0,95.
Несмотря на справедливость замечаний, высказываемых авторами метода артериальной термодилюции , вряд ли его можно признать менее инвазивным, чем термодилюционный метод, осуществляемый с помощью установки катетера Свана-Ганса. В этой связи оба метода применимы у наиболее тяжелой категории пациентов, требующих помимо проведения инфузионно-трансфузионной терапии применения вазоактивных и кардиотонических препаратов.
Метод Фика
Метод разработан
и описан A. Fick в 1870 году, который в качестве индикатора предложил использовать кислород. Для измерения СВ определяют количество кислорода, поглощаемое из воздуха за определенный отрезок времени. Одновременно берут пробы артериальной и смешанной венозной, взятой из устья легочной артерии, крови и определяют в них содержание кислорода. При этом необходимо определить разницу в содержании кислорода в артериальной и венозной крови, то есть измерить количество кислорода, которое связывается каждым кубическим сантиметром крови во время ее прохождения через легкие. Сердечный выброс вычисляют по формуле:
СВ = П02 / (Са02 -Св02),
где СВ - сердечный выброс, л/мин (фактически - количество крови, проходящей через малый круг кровообращения); П02 - потребление кислорода, мл/мин, Са02 - содержание кислорода в артериальной, а Св02 - в венозной крови, мл/л.
Потребление кислорода определяют с помощью спирометра, а артериовенозную разницу по кислороду оценивают, анализируя содержание кислорода в одной из магистральных артерий и легочной артерии.
Поскольку принцип Фика
, как любой из методов, основанных на разведении индикатора, подразумевает его равномерное смешивание с кровью, на время проведения исследования необходимо соблюдение следующих условий:
стабильное состояние дыхания и кровообращения в момент исследования;
анализ содержания кислорода должен проводиться только в смешанной венозной крови, взятой из ствола легочной артерии, где сходятся все венозные сосудистые пути;
с помощью прямого принципа Фика нельзя определять СВ при наличии внутрисердечных сбросов крови, поскольку в данном случае часть крови минует малый круг кровообращения.
Несмотря на то что прямой метод определения сердечного выброса по Фику - один из самых точных, в отделениях интенсивной терапии и реанимации он применяется сравнительно редко. Это обусловлено необходимостью сравнительно сложного и дорогостоящего оборудования для оценки потребления кислорода. Вместе с тем в условиях проведения искусственной вентиляции легких эта задача облегчается при использовании современных метаболических мониторов, позволяющих определять содержание кислорода и углекислого газа в контуре вдоха и выдоха. Показатель V02 вычисляют, умножив разницу содержания кислорода на вдохе и выдохе на величину минутного объема дыхания. В настоящее время имеются аппараты ИВЛ со встроенным метаболическим монитором, в которых помимо других параметров осуществляется постоянное измерение V02.
Для получения смешанной венозной крови необходима катетеризация легочной артерии. Связанные с этим проблемы описаны в разделе, посвященном методу терморазведения. Для этих целей можно использовать плавающий катетер с баллоном на конце типа Pulmobal, однако в клинической практике чаще используются термодилюционные катетеры Свана-Ганса, которые от предыдущих отличает наличие встроенного термистора. Поскольку при установленном катетере в легочную артерию СВ проще определить с помощью метода терморазведения, метод Фика может быть оставлен для случаев, когда отсутствует или неисправен регистратор (термодилютор).
В 1870 г. немецкий физиолог Адольф Фик впервые предложил метод измерения объема сердечного выброса у здоровых животных и людей. Основой этого метода, названногопринципом Фика, является простое применение закона сохранения массы. Данный закон исходит из положения, что количество кислорода (О 2), доставленное в легочные капилляры через легочную артерию, плюс количество О 2 , попадающее в легочные капилляры из альвеол, должны равняться количеству О 2 , которое уносится легочными венами.
Принцип Фика схематически изображен на рис. 710251114.
Рис. 710251114. Схема, иллюстрирующая принцип Фика для измерения сердечного выброса.
Количество q 1 кислорода, доставленного в легкие, равно концентрации О 2 в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ), помноженной на скорость кровотока в легочной артерии (Q), которая равна сердечному выбросу, т. е.
Обозначим количество кислорода, полученное легочными капиллярами из альвеол, какq 2 . При равновесииq 2 равнопотреблению О 2 организмом. Количество О 2 , которое выводится по легочным венам (обозначим егоq 3 ), равно концентрации кислорода в крови легочной вены, [О 2 ] pv „ помноженной на общий легочный венозный кровоток, фактически равный кровотоку в легочной артерии (Q ), т.е.
Согласно закону сохранения массы
Таким образом, объем сердечного выброса
Это уравнение является формулировкой принципа Фика.
Для клинического определения объема сердечного выброса необходимы три значения:
1) объем потребления кислорода организмом;
2) концентрация кислорода в крови легочной вены ([О 2 ] pv );
3) концентрация кислорода в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ).
Потребление кислорода рассчитывается на основе измерений объема выдыхаемого воздуха и содержания в нем кислородачерез определенный промежуток времени.
Так как концентрация кислорода в периферической артериальной крови в значительной мере идентична его концентрации в легочных венах, определяется в пробе периферической артериальной крови, взятой иглой для пункций.
Кровь легочной артерии фактически представляет собой смешанную венозную кровь. Пробы крови для определения количества кислорода берутся излегочной артерии или правого желудочка через катетер.
Раньше использовался относительно жесткий катетер, который надо было вводить в легочную артерию под рентгеновским контролем. Сегодня очень гибкий катетер с маленьким баллончиком возле наконечника может быть введен в периферическую вену. Когда трубка внутри сосуда, кровоток переносит ее к сердцу. Следуя изменениям давления, врач может ввести наконечник катетера в легочную артерию без помощи рентгеноскопии.
Пример рассчета объема сердечного выброса здорового взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, показан на рис. 710251114. При потреблении кислорода 250 мл/мин, его содержании в артериальной (легочной венозной) крови 0,20 мл на 1 мл крови и в смешанной венозной (легочной артериальной) крови 0,15 мл на 1 мл крови объем сердечного выброса равен250/(0,20 - 0,15) = 5000 мл/мин.
Принцип Фика также используется для оценки потребления кислорода органами, когда есть возможность для определения кровотока и содержания кислорода в артериальной и венозной крови. Алгебраическая подстановка показывает, что оно равно кровотоку, умноженному на разницу между концентрациями О2 в артериальной и венозной крови. Например, если кровоток через одну почку составляет 700 мл/мин, содержание кислорода в артериальной крови равно 0,20 мл на 1 мл крови, а в крови почечной вены - 0,18 мл на 1 мл крови, скорость потребления должна быть 700 (0,2-0,18) = 14 мл О2 в 1 мин.