Книга вторая Дж. Эдвард Морган-мл. Мэгид С. Михаил Перевод с английского под редакцией - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Книга вторая Дж. Эдвард Морган-мл. Мэгид С. Михаил Перевод с английского под редакцией - страница №1/30

Клиническая

Анестезиология

книга вторая

Дж. Эдвард Морган-мл. Мэгид С. Михаил

Перевод с английского под редакцией

академика PAMH А. А. Бунятяна,

канд. мед. наук A. M. Цейтлина



Издательство БИНОМ

Москва


Невский Диалект

Санкт-Петербург




2000




УДК 616-089.5 ББК Р451 М79



Перевод с английского: канд. мед. наук Горелов В. Г., Добродеев А. С., канд. мед. наук Селезнев M. H., канд. мед. наук Цейтлин A. M., Шатворян Б. P.

Дж. Эдвард Морган-мл., Мэгид С. Михаил



М79 Клиническая анестезиология: книга 2-я.— Пер. с англ. — M.-СПб.: Издательство БРШОМ-Невский Диалект, 2000. 366 с., ил.

В книге рассмотрены физиологические основы проведения анестезии у пациентов с сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервными и психическими расстройства­ми, нарушениями водно-электролитного баланса и кислотно-основного состояния. В отдельных главах представлены методы проведения анестезиологического пособия в пред-, интра- и постоперационном пе­риодах при хирургических вмешательствах на сердце и сосудах, легких и трахее, пищеводе, головном и спинном мозге и позвоночнике, почках и других органах мочевыделительной системы. Детально освеще­ны вопросы проведения инфузионной терапии — показания, методы, виды растворов, осложнения и аль­тернативные варианты.

Для врачей-анестезиологов, реаниматологов, студентов медицинских учебных заведений.

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотографирование, магнитную запись или иные средства копирования или сохранения информации, без письменного разрешения издательства.



ISBN 5-7989-0165-3 (Издательство БИНОМ) ISBN 5-7940-0044-9 (Невский Диалект) ISBN 0-8385-1470-7 (англ.)

Издание на русском языке: © Издательство БИНОМ, Невский Диалект, перевод, оформление, 2000.

Original edition copyright

© 1996, All Rights Reserved.

Published by arrangement with the Original Publisher,

Appleton & Lange a Simon & Schuster Company



Раздел IV

Анестезиологическое

пособие

Физиология кровообращения л q
и анестезия


Анестезиолог должен иметь фундаментальные знания по физиологии кровообращения, которые необходимы как для понимания научных основ специальности, так и для практической работы. В этой главе обсуждаются вопросы физиологии сердца и большого круга кровообращения, а также патофизиологии сердечной недостаточности. Малый (легочный) круг кровообращения рассмат­ривается в главе 22, физиология крови и обмен ве­ществ — в главе 28.

Система кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов. Она предназначена для снабжения тканей кислородом и питательными ве­ществами и удаления продуктов метаболизма. Сердце перекачивает кровь через две сосудистые системы. В малом круге кровообращения кровь обогащается кислородом и избавляется от угле­кислого газа. В большом круге — доставляет кис­лород к тканям и поглощает продукты метаболиз­ма, которые затем элиминируются через легкие, почки или печень.



Сердце

Анатомически сердце представляет собой единый орган, но функционально оно делится на правый и левый отделы, каждый из которых состоит из предсердия и желудочка. Предсердия служат как проводниками для крови, так и вспомогательны­ми насосами для заполнения желудочков. Желу­дочки выполняют роль главных насосов, перека-

чивающих кровь. Правый желудочек получает дезоксигенированную кровь из большого круга кровообращения и перекачивает ее в малый круг. Левый желудочек получает оксигенированную кровь из малого круга кровообращения и перека­чивает ее в большой круг. Четыре клапана обеспе­чивают однонаправленный поток крови через каждую камеру. Насосная функция сердца обес­печивается сложной последовательностью элект­рических и механических явлений.

Сердце состоит из специализированной попе-речнополосатой мышечной ткани, заключенной в соединительнотканный каркас. Клетки сердеч­ной мышцы — кардиомиоциты — подразделяют­ся на предсердные, желудочковые, водителей ритма и проводящей системы. Способность кардиомиоцитов к самовозбуждению и их уни­кальная организация позволяют сердцу функци­онировать как высокоэффективному насосу. Последовательные соединения между отдельны­ми кардиомиоцитами (вставочные диски), имея низкое сопротивление, обеспечивают быстрое и упорядоченное распространение электрическо­го импульса в каждой камере сердца. Волна воз­буждения распространяется от одного предсер­дия к другому и от одного желудочка к другому по проводящим путям. Связь между предсердия­ми и желудочками осуществляется не непосред­ственно, а через АВ-узел, поэтому возбуждение передается с задержкой. За счет этого происхо­дит наполнение желудочка при сокращении предсердия.



Потенциалы действия кардиомиоцитов

Мембрана кардиомиоцита проницаема для ионов К4, но относительно непроницаема для ионов Na'. Мембраносвязанная Ка+4-зависимая АТФ-аза перекачивает ионы K+ внутрь клетки, а ионы Na" из клетки (глава 28). Концентрация К4 внутри клетки выше, чем во внеклеточном про­странстве. Концентрация Na', наоборот, выше во внеклеточном пространстве, чем внутри клетки. Относительная непроницаемость мембраны для кальция поддерживает высокий градиент концен­трации кальция между внеклеточным простран­ством и цитоплазмой. Выход K+из клетки по гра­диенту концентрации приводит к потере суммарного положительного заряда внутри клет­ки. Анионы не сопровождают ионы К4, поэтому возникает электрический потенциал, причем внутренняя поверхность клеточной мембраны за­ряжается отрицательно по отношению к наруж­ной. Таким образом, мембранный потенциал по­коя формируется в условиях равновесия между двумя противоположными силами: движением K+ по градиенту концентрации и электрическим притяжением отрицательно заряженным внутри­клеточным пространством положительно заря­женных ионов К".

В норме мембранный потенциал покоя кардио­миоцита желудочка варьируется от -80 до -90 мВ. Если мембранный потенциал становится менее от­рицательным и достигает пороговой величины, то в кардиомиоците, как и в клетках других возбу­димых тканей (нерв, скелетная мышца), возникает потенциал действия, т. е. происходит деполяриза­ция (рис. 19-1 и табл. 19-1). Потенциал действия вызывает преходящее увеличение мембранного потенциала кардиомиоцита до +20 мВ. В отличие

от потенциала действия нейрона (гл. 14), в потен­циале действия кардиомиоцита за пиком следует фаза плато, которая длится 0,2-0,3 с. Потенциал действия скелетной мышцы и нерва обусловлен ла­винообразным открытием быстрых натриевых ка­налов мембраны, потенциал действия кардиомио­цита вызывается открытием как быстрых натриевых каналов (фаза начальной быстрой репо-ляризации), так и медленных кальциевых каналов (фаза плато). Кроме того, деполяризация сопро­вождается преходящим уменьшением проницае­мости мембраны для калия. В последующем проницаемость мембраны для калия восстанавли­вается, натриевые и кальциевые каналы закрыва­ются и мембранный потенциал возвращается к ис­ходному уровню.

После деполяризации клетки рефрактерны (невосприимчивы) к деполяризующим стимулам до наступления 4-й фазы. Эффективный рефрак-терный период равен минимальному интервалу между двумя импульсами, вызвавшими распрост­ранение возбуждения. В быстропроводящих кар-диомиоцитах эффективный рефракторный период практически равен продолжительности потенциа­ла действия. В медленнопроводящих кардиомио-цитах, напротив, эффективный рефрактерный период может превышать продолжительность по­тенциала действия.



Возникновение и распространение сердечного импульса

В норме электрические импульсы в сердце выра­батываются синусовым узлом — группой специа­лизированных клеток, расположенных в стенке правого предсердия впереди от отверстия верхней полой вены. Мембрана этих клеток характеризу­ется повышенной проницаемостью для натрия и,



ТАБЛИЦА 19-1. Потенциал действия кардиомиоцита

Фаза


Название


Событие


Движение ионов


О


Деполяризация


Активация (открытие) быстрых Na^-каналов и снижение проницаемости мембраны для Ю


Na^ поступает в клетку


1


Начальная быстрая реполяризация


Инактивация Na'-каналов и преходящее увеличение проницаемости мембраны для К4


К* выходит из клетки


2


Плато


Активация медленных Са2+-каналов


Ca2+ поступает в клетку


3


Конечная быстрая реполяризация


Инактивация Са2+-каналов и увеличение проницаемости мембраны для K+


K+ выходит из клетки


4


Потенциал покоя или


Восстановление исходной проницаемости мемб­раны кардиомиоцитов предсердий и желудочков


К* выходит из клетки




Диастолическая деполяризация


Медленный ток Na+ и, возможно, Ca2+ внутрь клеток, приводящий к спонтанной деполяризации


Na+ поступает в клетку ? Ca2+ поступает в клетку


возможно, кальция. Медленный ток натрия при­водит к снижению потенциала покоя клеток сину­сового узла (-50— -60 мВ против -80— -90 мВ в кардиомиоцитах желудочков) и имеет три важ­ных следствия: постоянную инактивацию быст­рых натриевых каналов; потенциал действия

с порогом -40 мВ, обусловленный в первую оче­редь движением ионов через медленные кальцие­вые каналы; регулярную спонтанную деполяриза­цию. В диастолу поступление натрия в клетку приводит к тому, что мембрана клетки постепенно становится все менее отрицательной; когда дости-



Рис. 19-1. Потенциалы действия сердца. А. Характеристика потенциалов действия различных отделов сердца. Б. Клетки пейсмекера синусового узла характеризуются отчетливой спонтанной диастолической деполяризацией, в них значи­тельно слабее выражены четкие фазы потенциала действия, в отличие от клеток миокарда предсердия или желудочка. Смотрите табл. 19-1 для объяснения различных фаз потенциала действия. (С изменениями. Из: Ganong W. F. Review of Medical Physiology, 16th ed. Appleton & Lange, 1993.)



гается пороговый потенциал, то открываются кальциевые каналы, уменьшается проницаемость мембраны для калия и развивается потенциал действия. Восстановление нормальной проницае­мости для калия возвращает клетки синусового узла в состояние покоя.

Импульс, возникший в синусовом узле, в нор­мальных условиях быстро распространяется по предсердиям pi к АВ-узлу. Специализирован­ные волокна проводят возбуждение как к левому предсердию, так и к АВ-узлу. АВ-узел расположен с правой стороны межпредсердной перегородки, впереди от отверстия венечного синуса и над пере­городочной створкой трехстворчатого клапана. В АВ-узле выделяют три отдельные области: верх­нюю, среднюю и нижнюю. Средняя область АВ-уз-ла не обладает внутренней спонтанной актив­ностью (автоматизмом), в то время как верхняя и нижняя области способны вырабатывать им­пульсы. В физиологических условиях водителем ритма является синусовый узел, потому что часто­та его спонтанной диастолической деполяризации выше, чем в верхней и нижней областях АВ-узла, где она составляет 40-60 мин"1. Любой фактор, уменьшающий частоту деполяризации синусового узла или увеличивающий автоматизм верхней и нижней областей АВ-узла, способствует возникно­вению АВ-узлового ритма.

Импульсы из синусового узла в норме достига­ют АВ-узла через 0,04 с и покидают его через по­следующие 0,11 с. Эта задержка связана с низкой скоростью проведения возбуждения в тонких во­локнах внутри АВ-узла, что в свою очередь опре­деляется активацией медленных кальциевых ка­налов. Напротив, проведение импульса между примыкающими друг к другу клетками в предсер­диях и желудочках определяется активацией и инактивацией быстрых натриевых каналов. Во­локна, отходящие от нижней части АВ-узла, обра­зуют пучок Гиса. Эта специализированная группа волокон проходит в межжелудочковую перего­родку, а затем разделяется на левую и правую ножки, разветвляющиеся в сложную сеть волокон Пуркинье, которые деполяризуют оба желудочка. Волокна Гиса-Пуркинье разительно отличаются от ткани АВ-узла: они имеют наиболее высокую скорость проведения в сердце, что приводит к по­чти одновременной деполяризации эндокарда обоих желудочков (в норме это занимает 0,03 с). Распространение возбуждения от эндокарда к эпикарду через миокард требует еще 0,03 с. Та­ким образом, импульсу, возникающему в синусо­вом узле, в нормальных условиях необходимо ме­нее 0,2 с для деполяризации всего сердца.

Галотан, энфлюран и изофлюран угнетают авто­матизм синусового узла. С другой стороны, данные препараты оказывают лишь весьма умеренное непосредственное влияние на АВ-узел, увеличивая время проведения возбуждения и рефрактерность. Сочетание этих эффектов позволяет объяснить высокий риск возникновения AB-узловой тахикар­дии в тех случаях, когда на фоне ингаляционной ане­стезии для лечения синусовой брадикардии применя­ют холиноблокаторы: скорость водителей ритма в АВ-узле возрастает в большей степени, чем тако­вая в синусовом узле. Электрофизиологические эф­фекты ингаляционных анестетиков на волокна Пуркинье и миокард желудочков имеют сложный характер из-за участия в процессе вегетативной нервной системы. Описаны как антиаритмические, так и аритмогенные свойства анестетиков. Первые могут быть обусловлены прямым подавлением потока Ca2+ внутрь клетки, вторые — потенцирова­нием действия катехоламинов (гл. 7). Для возник­новения аритмогенного эффекта необходима акти­вация как Q1-, так и (3-адренорецепторов.

Токсическая концентрация местных анестети­ков в крови сопряжена с риском развития электро­физиологических нарушений в сердце. Лидокаин способен оказывать антиаритмическое действие при низкой концентрации в крови (гл. 48). При высокой концентрации в крови местные анестети-ku подавляют проведение возбуждения в сердце, связываясь с быстрыми натриевыми каналами. Са­мые мощные местные анестетики — бупивакаин и, в меньшей степени, этидокаин и ропивакаин, по-видимому, оказывают наиболее сильное влияние на сердце, особенно на волокна Пуркинье и мио­кард желудочков. Бупивакаин связывается с инак-тивированными быстрыми натриевыми каналами (и затем медленно диссоциирует), что приводит к возникновению тяжелой синусовой брадикар­дии, остановки синусового узла, а также опасной для жизни желудочковой аритмии.

Антагонисты кальция представляют собой орга­нические химические соединения, которые блоки­руют ток кальция внутрь клетки через медленные каналы. Антагонисты кальция из группы дигидро-пиридинов (нифедипин) перекрывают канал, а вера-памил и, в меньшей степени, дилтиазем связываются с деполяризованным инактивированным каналом.



Механизм сокращения

Клетки миокарда сокращаются в результате взаи­модействия двух сократительных белков — акти­на и миозина. Эти белки фиксированы внутри клетки как во время сокращения, так и при рас-

слаблении. Сокращение клетки происходит, когда актин и миозин взаимодействуют и скользят друг относительно друга (рис. 19-2). Это взаимодей­ствие в норме предотвращается двумя регулирую­щими белками: тропонином и тропомиозином. Молекулы тропонина присоединены к молекулам актина на одинаковом расстоянии друг от друга. Тропомиозин располагается в центре актиновых структур. Увеличение концентрации внутрикле­точного кальция (приблизительно с 10~7 до 10~5 моль/л) приводит к сокращению, поскольку ионы кальция связывают тропонин. Кальций изменяет конформацию тропонина, что обеспечивает откры­тие активных участков у молекул актина, способ­ных взаимодействовать с миозиновыми мостиками. Активные участки на миозине функционируют как Mg-зависимая АТФ-аза, чья активность воз­растает при увеличении концентрации кальция внутри клетки. Мостик миозина последовательно соединяется и разъединяется с новым активным участком актина. При каждом соединении потреб­ляет ся АТФ.

Сопряжение возбуждения с сокращением

Количество кальция, необходимое для запуска механизма сокращения, превышает таковое, по­падающее в клетку через медленные каналы во время 2-й фазы потенциала действия. То неболь­шое количество кальция, которое входит в клетку (через медленные каналы и механизм двунаправ­ленного ЫауСа2+-трансмембранного обмена), за­пускает процесс высвобождения гораздо больше­го количества кальция, хранящегося в клетке (кальцийзависимое высвобождение кальция). Запасы связанного кальция находятся внутри цистерн саркоплазматического ретикулума и, в меньшем количестве, в Т-трубочках. Сила со­кращения прямо пропорциональна величине на­чального потока кальция внутрь клетки. Во вре­мя расслабления, когда медленные каналы закрыты, внутриклеточный кальций снова погло­щается саркоплазматическим ретикулумом; это активный процесс, требующий участия АТФ-азы мембраны (фосфоламбан). Кроме того, кальций удаляется из клетки посредством трансмембран­ного обмена внутриклеточного кальция на вне­клеточный натрий, а также с помощью активного транспорта АТФ-азой мембраны. Таким образом, процесс расслабления сердечной мышцы также требует АТФ.



Количество доступного внутриклеточного Ca2+, скорость его доставки и удаления определяют, со­ответственно, максимальное развиваемое напря­жение, скорость сокращения и скорость расслабле-

ния. Симпатическая стимуляция увеличивает силу сокращения: катехоламины, взаимодействуя с Pi-адренорецепторами, изменяют активность стимулирующего G-белка (глава 18), что вызывает увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ (глава 12), а это, в свою очередь, повышает концентрацию внутриклеточного Ca2+. Увеличе­ние внутриклеточной концентрации цАМФ при­водит к рекрутированию дополнительных от­крытых кальциевых каналов. Более того, адреномиметики ускоряют расслабление, потен­цируя эффекты фосфоламбана. Ингибиторы фос-фодиэстеразы (теофиллин и амринон), предотвра­щая метаболизм внутриклеточного цАМФ, действуют аналогично. Дигиталис повышает внут­риклеточную концентрацию кальция, ингибируя мембраносвязанную Ка++-зависимую АТФ-азу; в результате происходит незначительное увеличе­ние внутриклеточной концентрации Na+, что способствует прохождению через механизм транс­мембранного натрий-кальциевого обмена больше­го количества Ca2+. Глюкагон, активируя спе­цифические норадренергические рецепторы, увеличивает сократимость за счет повышения уровня внутриклеточного цАМФ.

Высвобождение ацетилхолина, сопряженное со стимуляцией блуждающего нерва, наоборот, снижает сократимость, увеличивая уровень цГМФ и ингибируя аденилатциклазу: эти эффекты опо­средованы ингибирующим G-белком. При ацидозе блокируются медленные кальциевые каналы и, со­ответственно, подавляется сократимость сердца из-за неблагоприятного влияния на внутриклеточ­ную кинетику кальция. Предполагают, что ингаля­ционные анестетики подавляют сократимость, уменьшая поступление Ca2" в клетки во время де­поляризации, изменяя кинетику его высвобожде­ния и поглощения саркоплазматическим рети­кулумом, а также снижая чувствительность сократительных белков к кальцию. По силе воз­действия на кинетику кальция ингаляционные анестетики располагаются в следующем порядке: галотан > энфлюран > изофлюран > закись азота. Механизм прямого угнетающего действия неинга­ляционных анестетиков на сократимость миокар­да до конца не изучен, но предполагают, что он ана­логичен описанному выше.



Иннервация сердца

Парасимпатические волокна иннервируют глав­ным образом предсердия и проводящую систему. Ацетилхолин взаимодействует со специализиро­ванными м-холинорецепторами сердца (M2), что





Рис. 19-2. Сопряжение возбуждения с сокращением и взаимодействие актина с миозином. А. Деполяризация мем­браны клетки сердечной мышцы позволяет кальцию проходить в клетку и освобождает кальций, накопившийся в сарко-плазматическом ретикулуме. Б. Структура актомиозинового комплекса. В. Кальций связывает тропонин, давая воз­можность актину и миозину взаимодействовать друг с другом. (С изменениями. Из: Katz A. M., Smith V. E. Hosp. pract, 1985; 19: 69. Braunwald E. The Myocardium: Failure and Infarction. HP Publishing, 1974.)

вызывает отрицательный хронотропныи, дромо-тропный и инотропный эффекты. Симпатические волокна распределены в сердце более широко. Преганглионарные симпатические волокна начи­наются в грудных сегментах спинного мозга (T1-Tj), достигают шейных узлов симпатического ствола (в том числе звездчатого узла), где пере­ключаются на постганглионарные волокна, фор­мирующие сердечные нервы. Высвобождение норадреналина из окончаний симпатических сер­дечных нервов вызывает положительный хроно­тропныи, дромотропный и инотропный эффекты, главным образом путем активации (Згадреноре-цепторов. Число (32-адренорецепторов гораздо меньше, и они находятся в основном в предсерди­ях; их активация увеличивает ЧСС. Стимуляция ссгадренорецепторов вызывает положительный инотропный эффект.



Вегетативная иннервация сердца имеет четко выраженное разделение на правую и левую часть: правые симпатические и правый блуждающий нер­вы влияют главным образом на синусовый узел, в то время как левые симпатические и левый блуж­дающий нервы преимущественно воздействуют наАВ-узел. Влияния блуждающего нерва часто проявляются очень быстро и так же быстро разре­шаются. Симпатическое влияние, напротив, обыч­но постепенно нарастает и так же исчезает. Сину­совая аритмия — это циклическое изменение ЧСС, которое зависит от дыхания (ЧСС увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе); данный фе­номен обусловлен циклическими изменениями то­нуса блуждающего нерва.

Сердечный цикл

Сердечный цикл — это череда электрических и ме­ханических явлений (рис. 19-3). Сокращение серд­ца называется систолой, расслабление — диастолой. Диастолическое наполнение желудочков происхо­дит главным образом пассивно, еще до сокращения предсердий. Сокращение предсердий в физиологи­ческих условиях обеспечивает 20-30 % от конечно-диастолического объема желудочков. На кривой давления в предсердии выделяют три волны (рис. 19-3). Волна а обусловлена систолой предсердий. Волна с совпадает с систолой желудочка, считается, что ее вызывает выбухание атриовентрикулярного клапана в предсердие. Волна v, регистрируемая пе­ред открытием атриовентрикулярного клапана, вызвана нарастанием давления в предсердии, обус­ловленным притоком крови из вен. Отрицательная волна х представляет собой снижение давления в промежутке между волнами с и г;. Ее происхожде-

ние связывают с опусканием предсердия в сторону верхушки сердца при сокращении желудочков. При недостаточности правого или левого атриовентри­кулярного клапана волна х с этой стороны сердца исчезает, что приводит к появлению сливной волны Cv. За волной v следует отрицательная волна у, обусловленная падением давления в предсердии при открытии атриовентрикулярного клапана. Зу­бец на кривой давления в аорте называется инцизу-рой и отражает кратковременный обратный поток крови в левый желудочек непосредственно перед закрытием аортального клапана.

Факторы, влияющие

на функцию желудочков сердца

При обсуждении функции желудочков в качестве модели чаще рассматривают левый желудочек, но те же положения распространяются и на пра­вый. Допущение о раздельном функционировании желудочков ошибочно, так как доказана их тесная взаимозависимость. Выделяют факторы, влияю­щие на систолическую (изгнание) и диастоличес-кую (заполнение) функцию желудочков.

Систолическую функцию желудочков чаще все­го отождествляют с сердечным выбросом, который может быть определен как объем крови, перекачи­ваемый сердцем за одну минуту. В физиологичес­ких условиях сердечный выброс левого и правого желудочков одинаков, потому что они соединены последовательно. Величина сердечного выброса (CB) описывается следующим уравнением:

CB = YOXHCC,

где УО — ударный объем (объем крови, выбрасы­ваемый сердцем за одно сокращение); ЧСС — час­тота сердечных сокращений. Для сравнения сер­дечного выброса у людей с неодинаковым ростом и массой тела, используют сердечный индекс (СИ):

СИ = СВ/(площадь поверхности тела).

Площадь поверхности тела определяют по номо­грамме, учитывающей рост и массу тела человека. В норме СИ колеблется от 2,5 до 4,2 л/мин/м2. В силу широкого диапазона нормы СИ не является достаточно чувствительным показателем функ­ции желудочка. СИ снижается лишь при тяжелой дисфункции желудочка. Изменение сердечного выброса при физической нагрузке позволяет оце­нить функцию желудочка точнее. Если при физи­ческой нагрузке сердечный выброс не увеличива­ется для обеспечения возросшего потребления кислорода, то SvO2 снижается (гл. 22). Уменьше­ние SvO2 при возрастании потребности в кислоро-

де обычно отражает неадекватную перфузию тка­ней. Таким образом, в отсутствие гипоксии или тяжелой анемии, SvO2 (или PvO2) является наибо­лее точным показателем адекватности сердечного выброса (т. е . систолической функции левого же­лудочка).

1. ЧАСТОТА СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

В известных пределах сердечный выброс прямо пропорционален ЧСС (рис. 19-4). ЧСС определя­ется автоматизмом синусового узла (т. е. его спон­танной диастолической деполяризацией), который модулируется вегетативными, гуморальными





Рис. 19-3. Сердечный цикл в норме. Обратите внимание на соответствие между электрическими и механическими явлениями. (С изменениями. Из: Ganong W. F. Review of Medical Physiology, 16th ed. Appleton & Lange, 1993.)



Рис. 19-4. Зависимость между частотой сердечных со­кращений и сердечным индексом. (С изменениями. Из: Wetsel R. С. Critical Care: State of the Art 1981. Society of Critical Care Medicine, 1981.)

и местными факторами. Собственная частота спонтанной диастолической деполяризации сину­сового узла ("собственная" означает определяемая только автоматизмом синусового узла в отсут­ствие модулирующих влияний.— Примеч. пер.) у молодого взрослого человека составляет 90-100/мин, с возрастом она уменьшается, что описы­вается следующим уравнением:

Собственная частота спонтанной

диастолической деполяризации

синусового узла = 118/мин - (0,57 х возраст).

Усиление активности блуждающего нерва вызы­вает уменьшение ЧСС за счет стимуляции м2-хо-линорецепторов. Усиление симпатической актив­ности приводит к увеличению ЧСС посредством стимуляции Pi-адренорецепторов и, в меньшей степени, (32-адренорецепторов.



2. УДАРНЫЙ ОБЪЕМ

Ударный объем в норме определяется тремя ос­новными факторами: преднагрузкой, постна­грузкой и сократимостью. Имеется известная аналогия с лабораторными исследованиями на препарате скелетной мышцы. Преднагрузка — это длина мышцы перед началом сокращения, постнагрузка — это сопротивление, которое пре­пятствует сокращению мышцы. Сократимость — это внутреннее свойство сердечной мышцы, ко­торое определяет силу сокращения, но не зави­сит ни от преднагрузки, ни от постнагрузки. Сердце является трехмерным многокамерным насосом, поэтому на ударный объем влияют гео­метрическая форма желудочков и дисфункция клапанов (табл. 19-2).


ТАБЛИЦА 19-2. Основные факторы, влияющие на ударный объем сердца


Преднагрузка Постнагрузка Сократимость Локальное нарушение сократимости стенки желудочка Порок клапана


Преднагрузка

Преднагрузкой для желудочка служит конечно-диастолический объем, который обычно зависит от наполнения желудочка. Зависимость между сердечным выбросом и конечно-диастолическим объемом левого желудочка известна как закон Старлинга (рис. 19-5). Если ЧСС постоянна, то сердечный выброс прямо пропорционален пред-нагрузке до тех пор, пока не будет достигнут опре­деленный конечно-диастолический объем. По до­стижении этого объема сердечный выброс почти не изменяется или даже снижается. Перерастяже­ние желудочка способно вызвать его чрезмерную дилатацию и недостаточность атриовентрикуляр-ного клапана.



А. Факторы, влияющие на наполнение желу­дочка. Наполнение желудочка зависит от многих факторов (табл. 19-3), самый важный из кото­рых — венозный возврат. Все факторы, влияющие на венозный возврат, постоянны, за исключением венозного тонуса, который в норме и служит глав­ной детерминантой. Усиление метаболической ак­тивности повышает тонус вен, и емкость венозных сосудов снижается, поэтому венозный возврат к сердцу растет. Сдвиги ОЦК и венозного тону­са — важные причины интра- и послеоперационно­го изменения наполнения желудочков и сердечно­го выброса. Любой фактор, который модулирует небольшой в нормальных условиях градиент ве­нозного давления, способствующий возврату кро­ви к сердцу, также влияет на наполнение желудоч­ков. К таким факторам относятся внутригрудное давление (изменяется при ИВЛ и торакотомии), положение тела (может изменяться при укладке на операционном столе) pi давление в полости пери­карда (изменяется при заболеваниях перикарда).

Наиболее важный фактор, определяющий преднагрузку правого желудочка,— это венозный возврат. Если нет тяжелого заболевания легких и выраженной дисфункции правого желудочка, то именно венозный возврат определяет величину преднагрузки левого желудочка. В норме конечно-диастолические объемы обоих желудочков при­близительно одинаковы.








Рис. 19-5. Закон Старлинга



ЧСС и ритм сердца также влияют на предна-грузку желудочка. При увеличении ЧСС диастола укорачивается в большей степени, чем систола. Следовательно, при высокой ЧСС (> 120 мин"1 у взрослого) возникает нарушение наполнения желудочков. Отсутствие систолы предсердий (при мерцательной аритмии), ее неэффективность (при трепетании предсердий) или нарушение ее временного соотношения с другими фазами сер­дечного цикла (при ритмах из нижней части ripe/j,-сердий или AB-узловых ритмах) могут уменьшить наполнение желудочков на 20-30 %. Систола предсердий обеспечивает низкое среднее диастоли-ческое давление в желудочке. Следовательно, при сниженной растяжимости желудочка отсутствие своевременной систолы предсердий влияет на гемо-динамику особенно сильно.

ТАБЛИЦА 19-3. Факторы, влияющие на преднагрузку

Венозный возврат Объем циркулирующей крови (ОЦК) Распределение ОЦК Положение тела Внутригрудное давление Давление в полости перикарда Венозный тонус Сердечный ритм (систола предсердий) ЧСС


Б. Диастолическая функция и растяжимость желудочка. В клинических условиях конечыо-диастолический объем желудочка трудно изме­рить. Даже такие методы визуализации, как двух­мерная чреспищеводная ЭхоКГ, изотопная сцинтиграфия и рентгеноконтрастная вентрику-лография, позволяют лишь приблизительно оце­нить объем. Конечно-диастолическое давление ле­вого желудочка (КДДЛЖ) можно использовать в качестве показателя преднагрузки только при ус­ловии, что растяжимость желудочка (соотношение между объемом и давлением) постоянна. К сожа­лению, в норме растяжимость желудочка нелиней­на (рис. 19-6). Более того, при изменении растяжи­мости желудочка одно и то же КДДЛЖ будет соответствовать различной преднагрузке (при уменьшении растяжимости — сниженной предна­грузке). На диастолическую функцию и растяжи­мость желудочка влияют многие факторы. Тем не менее измерение КДДЛЖ или близкого к нему по величине давления заклинивания в легочной арте­рии (ДЗЛА) остаются наиболее распространен­ными методами! оценки преднагрузки левого желу­дочка (гл. 6). Центральное венозное давление можно использовать как показатель преднагрузки правого желудочка, а у большинства людей — и как показатель преднагрузки левого желудочка.

Факторы, определяющие растяжимость желу­дочков, можно разделить на связанные со ско-






Рис. 19-6. Растяжимость желудочка в норме и при патологии

ростью расслабления (ранняя диастолическая рас­тяжимость) и с пассивной жесткостью желудочка (поздняя диастолическая растяжимость). Раннюю диастолическую растяжимость уменьшают гипер­трофия, ишемия и асинхрония, позднюю — гипер­трофия и фиброз. Внешние воздействия (забо­левания перикарда, перерастяжение другого желудочка, повышенное давление в дыхательных путях, повышенное внутриплевральное давление, опухоли и сдавление при хирургических вмеша­тельствах) также способны уменьшить растяжи­мость желудочка. В норме стенка правого желу­дочка тоньше, чем левого, поэтому растяжимость правого желудочка выше.



Постнагрузка

Для интактного сердца постнагрузку определяют как напряжение стенки желудочка во время систо­лы или как сопротивление артерий сердечному выбросу. Напряжение стенки можно приравнять к давлению, которое желудочек должен преодо­леть для уменьшения объема своей полости. Если форму желудочка принять за сферу, напряжение его стенки можно выразить, пользуясь законом Лапласа:

Напряжение стенки = (P х R)/(2 x H),

где P — внутрижелудочкоое давление, R — ради­ус желудочка, H — толщина стенки. Хотя форма желудочка ближе к эллипсоидной, это соотноше­ние все же допустимо. Если радиус желудочка увеличивается, то для развития прежнего давле­ния в желудочке потребуется большее напряже­ние стенки. И наоборот, увеличение толщины стенки уменьшает напряжение в стенке желу­дочка.

На величину систолического внутрижелудоч-кового давления влияют сила его сокращения, вяз-коэластические свойства аорты и ее проксималь-ных ветвей, вязкость и плотность крови, а также общее периферическое сосудистое сопротивле­ние (ОПСС). ОПСС зависит в основном от тонуса артериол. Вязкоэластические свойства сосудов и крови у каждого человека обычно постоянны, по­этому в клинических условиях постнагрузку лево­го желудочка приравнивают к ОПСС, которое вы­числяется по формуле:

ОПСС - 80 х (АДср - ЦВД)/СВ,

где АДср — среднее артериальное давление (мм рт. ст.), ЦВД — центральное венозное давление (мм рт. ст.), CB — сердечный выброс (л/мин). В норме ОПСС варьируется от 900 до 1500 дин х с X см~5. В отсутствие постоянных изменений размера, фор­мы или толщины стенки левого желудочка, а также острых изменений ОПСС для ориентировочной оценки постнагрузки левого желудочка можно ис­пользовать АД сист.

Постнагрузка правого желудочка зависит глав­ным образом от легочного сосудистого сопротив­ления (ЛСС) и выражается уравнением:

ЯСС = 80 х (ДЛАср - ДЛП)/СВ,

где ДЛАср — среднее давление в легочной арте­рии, ДЛП — давление в левом предсердии. В кли­нической практике вместо ДЛП используют ДЗЛА (глава 6). В норме ЛСС варьируется от 50 до 150дин XcX см'5.

Сердечный выброс обратно пропорционален ве­личине постнагрузки (рис. 19-7). Правый желудо­чек более чувствителен к изменениям постнагруз­ки, чем левый, потому что стенки его тоньше. При тяжелой дисфункции левого или правого желудочка величина сердечного выброса очень чувствительна к острому возрастанию постнагрузки. Последнее по­ложение особенно важно учитывать при депрессии миокарда, которая часто возникает при анестезии.

Сократимость

Сократимость сердца (инотропизм) — это способ­ность миокарда сокращаться в отсутствие измене­ний пред- и постнагрузки. Сократимость опреде­ляется скоростью укорочения сердечной мышцы, которая в свою очередь зависит от концентрации внутриклеточного кальция в период систолы. При некоторых условиях рост ЧСС повышает со­кратимость, вероятно из-за увеличения количе­ства доступного внутриклеточного кальция.

Сократимость изменяется под действием нерв­ных, гуморальных или фармакологических факто-








ров. В норме наибольшее влияние на нее оказывает симпатическая нервная система. Симпатические нервные волокна иннервируют не только синусо­вый узел и АВ-узел, но и миокард предсердий и же­лудочков. Помимо положительного хронотропно-го эффекта, высвобождающийся норадреналин, стимулируя Pi-адренорецепторы, обладает свой­ством повышать сократимость. В миокарде при­сутствуют также и сс-адренорецепторы, но их стимуляция сопровождается лишь слабыми поло­жительными инотропным и хронотропным эффек­тами. Симпатомиметики и адреналин, выделяе­мый надпочечниками, усиливают сократимость за счет стимуляции |3гадренорецепторов.

Рис. 19-7. Зависимость между сердечным выбросом и постнагрузкой. А. Влияние увеличения постнагрузки на сердечный индекс. Б. Обратите внимание, что при дис­функции миокарда значительно ухудшается переноси­мость постнагрузки

Сократимость снижается при гипоксии, ацидо­зе, истощении запасов катехоламинов в сердце, а также при потере массы функционирующего миокарда в результате ишемии или инфаркта. Большинство анестетиков и антиаритмических средств обладают отрицательным инотропным действием (т. е. снижают сократимость).



Локальное нарушение сократимости стенки желудочка

Локальное нарушение сократимости стенки же­лудочка — это феномен, который не имеет ана­логии в модели препарата скелетной мышцы. Локальное нарушение сократимости может быть обусловлено ишемией, рубцом, гипертро­фией или нарушением проводимости. Когда при сокращении желудочка его полость уменьшает­ся асимметрично или не полностью, то опорож­нение желудочка нарушается. Выделяют следу­ющие локальные нарушения сократимости стенки желудочка (перечислены по мере утяже­ления,): гипокинезия (снижение сократимости), акинезия (отсутствие сократимости) и диски-незия (парадоксальное выбухание). В отдельных участках миокарда сократимость может быть нормальной или даже повышенной, но ее ло­кальные нарушения в других местах стенки же­лудочка способны нарушать процесс опорожне­ния и уменьшать ударный объем сердца. Тяжесть дисфункции зависит от размера и ко­личества участков, имеющих локальное наруше­ние сократимости.



Пороки сердца

Порок может поражать любой из четырех клапа­нов сердца. Выделяют стеноз, недостаточность и их сочетание. Стеноз атриовентрикулярного кла­пана (митрального или трикуспидального) снижа­ет ударный объем за счет уменьшения преднагруз-ки желудочка, в то время как стеноз полулунного клапана (аорты или легочного ствола) снижает ударный объем за счет увеличения постнагрузки желудочка (гл. 20). Недостаточность клапана вы­зывает снижение ударного объема, не влияя на преднагрузку, постнагрузку, общую и локаль­ную сократимость. При каждом сокращении эф­фективный ударный объем в этом случае уменьша­ется на величину объема регургитации. При недостаточности атриовентрикулярного клапана часть ударного объема во время систолы возвраща­ется в предсердие, а при недостаточности полулун­ного клапана часть ударного объема возвращается в желудочек во время диастолы.




Оценка функции желудочка

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КРИВЫEЖЕЛУДОЧКА

Графическое отображение зависимости величины сердечного выброса или ударного объема от предна-грузки позволяет оценить характер патологического состояния и эффекты медикаментозной терапии. Нормальные функциональные кривые для правого и левого желудочка представлены на рис. 19-8.

Диаграммы "давление-объем" желудочка еще более полезны, потому что они описывают сокра­тимость независимо от величин пред- и постна­грузки. На такой диаграмме определяются две точ­ки: точка окончания систолы (TOC) и точка окончания диастолы (ТОД) (рис. 19-9). Первая от­ражает систолическую функцию, вторая в боль­шей степени отражает диастолическую функцию. При любом состоянии сократимости все возмож­ные TOC располагаются на одной линии: это зна­чит, что величина соотношения между конечно-си­столическим объемом и конечно-систолическим давлением постоянна.

2. ОЦЕНКА СИСТОЛИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ


Рис. 19-8. Функциональные кривые для левого и правого желудочков


Изменение внутрижелудочкового давления в тече­ние систолы (dP/dt) определяется первой произ­водной на кривой желудочкового давления и часто используется в качестве показателя сократимости. Сократимость прямо пропорциональна величине dP/dt, но для безошибочного измерения этой вели-

чины требуется установить в желудочек высоко­точный катетер. Формы кривых артериального давления искажены из-за влияния свойств сосуди­стого русла, тем не менее начальная скорость по­вышения давления (наклон кривой) все же может быть использована для приблизительной оценки; чем ближе к желудочку расположен артериальный катетер, тем точнее будет экстраполяция. Приме­нимость показателя dP/dt ограничена еще и тем, что на его значение влияют преднагрузка, постнаг­рузка и ЧСС. Различные корректировочные коэф­фициенты лишь отчасти компенсируют эффекты данных факторов на dP/dt.



Фракция выброса

Фракция выброса желудочка — часть конечно-диастолического объема, изгоняемая из желудочка во время систолы,— наиболее часто используемый в клинике показатель систолической функции. Фракцию выброса (ФВ) рассчитывают с помощью следующего уравнения:

ФВ = (КДО-КСО)/КДО,

где КДО — конечно-диастолический объем; KCO — конечно-систолический объем. В норме ФВ со­ставляет приблизительно 0,67 ± 0,08. ФВ измеря­ют в предоперационном периоде с помощью кате­теризации сердца, изотопной сцинтиграфии, трансторакальной или чреспищеводной ЭхоКГ. ФВ правого желудочка можно измерить, устано­вив катетер с малоинерционными термисторами в легочную артерию. К сожалению, если ЛСС воз­растает, снижение ФВ правого желудочка в боль­шей степени отражает величину постнагрузки, не­жели сократимость.



3. ОЦЕНКА ДИАСТОЛ ИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ

Диастолическую функцию левого желудочка в клинике определяют методом допплер-ЭхоКГ. Измеряют максимальную скорость кровотока че­рез митральный клапан во время двух фаз диасто­лы: раннего диастолического наполнения и пред-сердной систолы. В норме большая часть крови поступает в левый желудочек в фазу раннего диас­толического наполнения, а при диастолической дисфункции — во время систолы предсердий.



Большой круг кровообращения

Сосуды большого круга кровообращения функци­онально (и морфологически) подразделяют на ар­терии, артериолы, капилляры и вены. Артерии —



это крупные сосуды высокого давления, доставля­ющие кровь к различным органам. Артериолы — это мелкие сосуды, доставляющие кровь к капил­лярам и регулирующие кровоток в них. Капилля­ры — это тонкостенные сосуды, в которых проис­ходит обмен питательными веществами между кровью и тканями (гл. 28). По венам кровь возвра­щается из капилляров к сердцу.

Распределение ОЦК в системе кровообращения показано в таблице 19-4. Основная часть О ЦК нахо­дится в большом круге кровообращения, главным об-

разом в венах. Возможность изменения тонуса по­зволяет венам большого круга кровообращения иг-ратьроль депо крови. При значительной потере кро­ви или жидкости активируется симпатическая нервная система, вследствие чего увеличивается то­нус вен, просвет их уменьшается и кровь перемеща­ется в другие отделы системы кровообращения. При увеличении ОЦК, наоборот, развивается ком­пенсаторная венодилатация. Симпатическая регу­ляция венозного тонуса является важным факто­ром, влияющим на величину венозного возврата



Рис. 19-9. Желудочек: диаграммы "давление-объем". А. Одиночное сокращение желудочка. Обратите внимание, что ударный объем соответствует изменению объема по оси X (разница между конечно-диастолическим и конечно-систо­лическим объемами). Площадь внутри ограниченной области представляет внешнюю работу, выполненную желудоч­ком. Б. Увеличение пред нагрузки, сократимость и постнагрузка не изменяются. В. Увеличение постнагрузки, сокра­тимость и преднагрузка не изменяются. Г. Увеличение сократимости, преднагрузка и постнагрузка не изменяются. TOC — точка окончания систолы, ТОД — точка окончания диастолы

ТАБЛИЦА 19-4. Распределение ОЦК


Сердце


7%


Малый круг кровообращения


9%


Большой круг кровообращения Артерии


15%


Капилляры


5%


Вены


64%


к сердцу. Индукция анестезии приводит к утрате венозного тонуса, и это — одна из причин возникно­вения интраоперационной гипотонии.

Кровоток в сосудистом русле изменяется под влиянием местных и метаболических механизмов регуляции, эндотелиальных факторов, эффектов вегетативной нервной системы и циркулирующих гормонов.



следующая страница >>