Владимир Павлов

Интересные феномены кровообращения

Известно, что кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и массы других элементов. Её основная функция заключается в транспортировке и распределении по организму газов, питательных веществ и клеточных элементов. Принято считать, что по сосудам кровь течёт под действием сил давления, создаваемых сокращением мышц сердца. В теле человека её 5-6 литров, и это количество наполняет ёмкость сосудистой системы в 10-15 литров.

Механизмы, с помощью которых кровь способна заполнить ёмкость, превосходящую её по объему, до сих пор неизвестны.

В 1953 г. физиолог Паппенгеймер определил, что для нормального минутного кровоснабжения количество крови в сосудах человека должно быть не менее 20 литров.

К настоящему времени накоплено множество фактов, свидетельствующих о том, что объём крови в организме спонтанно увеличивается или сокращается без каких-либо принудительных вливаний и кровопотерь.

Если человек переходит из состояния покоя к физической активности, объём его крови увеличивается в среднем на 1,5 литра, а при интенсивных нагрузках – до 2,5 литров. Марафонцы во время бега теряют 2 кг жидкости, однако объём крови к концу дистанции возрастает ещё на 6-8% , а у штангистов, в момент поднятия тяжести, на 50%.

Частое дыхание или его задержка, массаж, стресс, эмоции увеличивают объём крови в 1,5-2 раза. Поразительно быстрый прирост объёма крови до 40% наблюдается у беременных женщин при перемене положения их тела: из положения лёжа на боку в вертикальное положение.

При состоянии тревоги у больных перед операцией снижается объём крови, а после операции, несмотря на невозмещённую кровопотерю, он возрастает.

Но самый быстрый прирост объема крови происходит в сердце. Эхокардиография регистрирует возрастание объёма крови в полости левого желудочка с 41 мл до 130 мл только за один цикл фазы изометрического напряжения.

Для снятия приступа фибрилляции предсердий (фибрилляция – разновременные и разрозненные сокращения отдельных мышечных волокон, лишающие орган способности нормально функционировать), в них производят электрический разряд, в результате в месте разряда мгновенно возрастает объём крови на 60%(!!!).

Однако в организме действует и противоположный эффект, который столь же быстро снижает объём крови от исходной величины до 5-6

литров. Это случается при всех видах шока, анемии, при возникновении артериовенозных шунтов, ряде заболеваний сердца, операционных вмешательств.

Дефицит объёма крови в организме регистрируется при наркозах: морфином, эфиром, хлороформом, пентаталом, при введении ацетилхолина, пенициллина, змеиного и паучьего ядов, алкогольном опьянении.

Невероятно, но реаниматологи наблюдали случаи, когда вливание 1-1,5 литров чужеродной крови не увеличивало, а уменьшало её общий объём в теле пациента.

Каждая остановка сердца, подключение аппарата искусственного кровообращения (АИК) всегда сопровождается уменьшением объёма крови. Зная это, хирурги, чтобы не допустить запустевания сосудов и гибели внутренних органов от обескровливания, к имеющейся уже крови доливают ещё 4-6 и более литров донорской крови.

Самопроизвольное сокращение объёма крови доноров, хранящейся в герметично замкнутых сосудах, служит причиной постоянной головной боли руководителей станций переливания крови.

 Внезапное увеличение объёма крови в организме физиология объясняет за счёт роста частоты сердечных сокращений и ударного объёма желудочков сердца за одну минуту. Из чего следует, что скорость циркуляции одного и того же количества крови должна увеличить свой объём и заполнить им превосходящую ёмкость сосудов. Но очевидно, что только за счет скорости перемещения по кругу кровообращения нельзя превратить 5-6 литров крови в 10-15.

Путь к разгадке этого феномена подсказали явления, происходящие с кровью в аппарате искусственного кровообращения. Когда кровь откачивается из вен, в ней появляются пузырьки, она вспенивается и увеличивается в объёме. Это происходит из-за ускоренного выхода из неё газа в разряженную полость оксигенатора аппарата искусственного кровообращения. Анестезиологи для ликвидации этой пены вводят в кровь антифоны или добавляют капли спирта, которые, как известно, имеют свойства подавлять кавитацию в воде (кавитация – образование газовых пузырьков в жидкости).

Как известно, явление кавитации представляет собой возникновение каверн, полостей или пузырьков, заполняемых газом в тех точках текущей жидкости, где её скорость возрастает, а давление становится ниже критического значения её структурной прочности.

В местах её разрыва при наличии растворённых в жидкости газов, в условиях переменного давления, происходит неограниченный рост кавитационных пузырьков, потому что в них из жидкости диффундирует газ. Пузырьки увеличиваются в размере и повышают внутри себя давление, превосходящее его в окружающей среде. Энергия движения таких пузырьков и их вибрации порождают вокруг себя новые пузырьки. Происходит рост их количества, и этот увеличенный объём приводит к вытеснению окружающей жидкости и к её самодвижению.

Плазма крови на 90% состоит из воды. Особенность нахождения воды в плазме в том, что её ~ 4,5 литра рассредоточены среди взвеси электрически заряженных миллиардов эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов, триллионов белковых и жировых мицелл, в результате чего вся вода распределена на ней в виде двумерной плёнки.

Она насыщена множеством солей, создающих осмотическое давление 7,6 атм., и газов, пребывающих как в растворенном состоянии, так и в микропузырьках, давление в которых составляет более 100 мм. рт. ст. Кроме того, молекулярные связи воды находятся в непрерывном флюктационном движении. Все эти факторы создают неустойчивость поверхностного натяжения плёнки воды в плазме крови и снижают её прочность.

В результате, механические, температурные, электромагнитные и химические действия на кровь легко нарушают в ней молекулярные связи воды, что приводит к образованию вакуумных микрополостей с обнажением в них ионных связей. В эти очень активные полости моментально устремляются растворенные газы, которые создают кавитационные зародыши.

Пульсирующее давление, создаваемое работой сердца, приводит к росту их диаметра в тысячи раз. Они превращаются в кавеолы, окруженные оболочкой из белковых агрегатов (мицелл). Одновременно с этим увеличиваются в объёме и находящиеся в крови микропузырьки с газом. Все они вместе и меняют объём одной и той же массы крови.

Получается, что у сердца есть ещё одна функция: возбуждение кавитации в крови, которая является основным силовым источником её движения по большому и малому кругам кровообращения.