Артериальное давление

Исследовательский проект «Артериальное давление» Авторы проекта: Афанасьева Елена Евгеньевна ученица 11 класса МОУ СОШ №3 г. Ногинска Рябова Ирина Александровна ученица 11 класса МОУ СОШ №3 г. Ногинска Научный руководитель: Ткаченко Татьяна Владимировна учитель физики МОУ СОШ №3 г. Ногинска г. Ногинск 2007г.

Цель работы Исследование механизма образования артериального давления и факторов, влияющих на его изменение.

Оборудование 1. Тонометр

Рис.1. Среднее давление в различных областях сосудистого русла в состоянии покоя (I), при расширении (II) и сужении (III) сосудов.

При увеличении сердечного выброса и неизменном сосудистом сопротивлении АД повышается, а при снижении сердечного выброса – снижается. При неизменном сердечном выбросе повышение периферического сопротивления также приводит к повышению артериального давления и наоборот. Таким образом можно сказать, что АД является функцией: 1) сердечного выброса; 2) периферического сопротивления; 3) изменяется прямо пропорционально изменениям 1 и 2 величин. Артериальное давление (АД) измеряют с целью оценки состояния сердечно – сосудистой системы, как у здоровых людей, так и у больных. НОРМАЛЬНОЕ АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ: 120 х 80 мм рт. ст.

Под АД следует понимать давление, оказываемое движущейся кровью на внутреннюю поверхность артерий и на впереди лежащий столб крови. АД зависит от: 1) притока крови в артериальную систему; 2) эластичности сосудистых стенок; 3) вязкости крови и т.д. Различают АД систолическое, диастолическое и пульсовое. Систолическое АД – это давление, возникающие в артериальной системе вслед за систолой левого желудочка, т.е. давление в момент максимального подъема пульсовой волны. Диастолическое АД возникает в период диастолы сердца, когда имеет место падение пульсовой волны. Разница между величинами максимального и минимального давления называется пульсовым давлением.

Показатель артериального давления. Показатель артериального давления прямо пропорционален сердечному выбросу и общему периферическому сопротивлению: P = QR; Где P – артериальное давление, Q – сердечный выброс, R – общее периферическое сопротивление

Сердечный выброс. Сердечный выброс является ценнейшим показателем гемодинамики и основан обычно на использовании формулы Фика:

Работа Сердца Где Q – выброс крови из желудочка за одно сокращение (мл); R – сопротивление кровотоку на выходное или среднее давление в аорте или легочной артерии; g – ускорение силы тяжести, V – скорость кровотока. Работа любого желудочка может быть вычислена по следующей формуле:

Для левого желудочка взрослого человека характерны следующие данные: Q=80 мл; R=100 мм рт. ст.; V=0,5 м/с; При частоте сердцебиений 70 ударов в минуту, работа в минуту равна 7,7 кг•м. Поскольку каждый миллилитр O2 , используемый сердцем, эквивалентен примерно 2,06 кг•м, работа левого желудочка за минуту, равная 7,7 кг•м, эквивалентна примерно 3,7 мл кислорода. Работа левого желудочка, перекачивающего при среднем давлении 100 мм рт. ст.(135 г/см²) 5 л (5000 см³) крови в минуту, составляет: 5000•135=675000 г•см=6,75 кг•м (за 1 мин).

Коэффициент полезного действия (КПД) сердца КПД, равный отношению совершенной работы к затраченной энергии составляет всего 14-15%, что говорит о значительных потерях энергии. Отношение количества O2, эквивалентного произведенной механической работе, к общему количеству кислорода, использованному в течение одной минуты, отражает механическую эффективность сердца. В данном примере она равна 15%. При физической работе и тренировке КПД сердца может увеличиваться. При повышении АД нагрузка на сердце становится больше, а КПД уменьшается. Поэтому для облегчения работы сердца желательно, чтобы кровяное давление было сравнительно низким, а сердечный выброс – большим.

Работа сердца за удар Где А – работа сердца; - кинетическая E; P – артериальное давление; V - скорость кровотока. Внешняя работа, совершаемая сердцем за одно сокращение. Механическая работа сердца за удар определяет как сумму работ по перемещению ударного объема крови против давления в магистральных артериях и сообщению этой крови кинетической энергии: В покое у молодых лиц работа сердца по сообщению крови кинетической энергии составляет лишь около 3 – 4% от общей работы сердца за удар. Однако при физической нагрузке, а также у пожилых людей работа по сообщению крови кинетической энергии существенно выше.

Факторы, влияющие на сердечный выброс Сердечный выброс (СВ) представляет собой количество крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту за 1 мин и зависит от физиологических факторов: - количества крови, притекающей к правому предсердию («венозный возврат»); - нагнетательной функции сердца, определяемой главным образом сократительной способностью миокарда; - общего периферического сопротивления (ОПС). Эффективность сердца как насоса определяется тем, насколько полно оно способно перекачивать объем крови, поступающей по системе полых вен.

Таблица 1 Влияние физической нагрузки на сердечный выброс и частоту сокращений сердца у человека Физическая нагрузка влияет на сердечный выброс (СВ) и частоту сокращений сердца. Факторы, увеличивающие частоту сокращений сердца, как правило, увеличивает и СВ. У спортсменов при физической нагрузке частота сокращений сердца возрастает не в такой сильной степени, как у нетренированных людей при таком же приросте сердечного выброса. Это означает, что во время физической нагрузки у этих людей увеличивается ударный объем.

Таблица 2. Изменение сердечного индекса с возрастом Сердечный выброс с возрастом меняется. Так, до десяти лет сердечный индекс быстро возрастает, а затем к старости постепенно уменьшается. На сердечный выброс влияют заболевания и нарушения, при которых уменьшается приток крови к сердцу по венам.При значительном уменьшении объем крови, венозный возврат и вследствие этого сердечный выброс падает. При расширении и ослаблении сердца сердечный индекс также уменьшается из-за снижения сократимости миокарда.

Ход работы Измерять артериальное давление следует в определенные часы, лучше утром, до принятия пищи, при отсутствии утомления, возбуждения, по возможности, при одинаковой средней температуры воздуха и обычном атмосферном давлении. При измерении давления пациенту не рекомендуется разговаривать или отвлекаться. Во время измерения давления обследуемый должен сидеть или лежать спокойно и не следить за ходом измерения. Не следует надевать манжетку поверх рукава одежды или закатывать рукав, так чтобы он сдавливал руку,

Ход работы так как это приведет к неточности измерения. В течение 30 минут перед измерением нельзя курить, подвергаться физическим нагрузкам, есть продукты, содержащие кофеин и алкоголь. Перед началом измерения полезно в течение 10-15 минут спокойно посидеть. Измерять давление желательно три раза с интервалом в 5-10 мин для восстановления кровообращения в руке.

Таблица измерений давления (возрастная группа 15-16 лет)

Вывод: Исследовав механизм образования артериального давления, мы пришли к выводу, что на артериальное давление подростков 15-16 лет влияют факторы: 1) эмоциональные нагрузки (стрессы на уроках); 2) физические нагрузки ; А также: 1) природно-климатические условия; 2) вредные привычки (курение, алкоголь и т.п.); 3) лекарственные препараты (наркотики) 4) экологическая обстановка.

Литература Дубровский В.И., Федорова В.А. Биомеханика. - М: Владос-пресс, 2003г. Медицинская энциклопедия Том : Советская энциклопедия, 1989 г.