Что такое преднагрузка и постнагрузка на сердце

Что такое преднагрузка и постнагрузка на сердце

ПЭТ применяют для неинвазивного определения миокардиальной перфузии и миокардиального метаболизма. Используемые радиоактивные индикаторы маркированы позитронно-активными изотопами, имеющими химические и физические свойства, идентичные естественным свойствам таких элементов, как углерод, кислород, азот и фтор. Изображение получают посредством расположенных по окружности ПЭТ-датчиков (как в КТ-сканерах). Данные отображаются в виде томограмм по горизонтальной и вертикальной осям.

Количественно оценить миокардиальную перфузию можно, используя такие рибонуклеопротеины, как рубидий или аммоний. Миокардиальный метаболизм можно исследовать с помощью пальмитата для оценки обмена ЖК или фтор-2-дезоксиглюкозы для оценки жизнеспособности миокарда.

Оценка миокардиального кровотока важна для визуализации ИМ и его размера, а также для отображения стресс-индуцированной ишемии миокарда. Исследования миокардиальной перфузии используют в диагностических целях для подтверждения ИБС как причины СН. Пациентам с нарушениями кровотока могут быть выполнены коронарная ангиография и реваскуляризация миокарда для улучшения функции сердца.

Оценка жизнеспособности миокарда у пациентов с СН важна в терапевтических целях. Накопление глюкозы свидетельствует о возможности проведения коронарной реваскуляризации, тогда как отсутствие накопления глюкозы указывает на нежизнеспособную ткань без перспективы восстановления функции сердца. Для таких пациентов показана трансплантация сердца, а не миокардиальная реваскуляризация посредством чрескожного коронарного вмешательства (ЧKB) или КШ.

Преднагрузка и постнагрузка при сердечной недостаточности

Основная задача кровеносной системы — снабжение периферических органов достаточным количеством крови, насыщенной кислородом. Работа сердца зависит от свойств миокарда, влияний нейрогуморальных факторов, ОЦК, а также податливости и сопротивления периферических сосудов.

Важным показателем работы сердца является систолическая функция ЛЖ, которая, в свою очередь, зависит от пред- и постнагрузки, сократимости миокарда и ЧСС. Эти четыре показателя позволяют сердцу менять свою работу в соответствии с потребностями периферических органов, а также компенсировать потерю массы и/или функции миокарда, например, при СН. Работу сердца оценивают прежде всего по состоянию систолической функции ЛЖ. Начало систолы инициируется развитием деполяризации, затем следует мышечное сокращение, и заканчивается систола после прекращения этого сокращения.

Преднагрузка. Растяжение отдельных саркомеров регулирует работу сердца. Как считали физиологи XIX в., преднагрузка является свойством сердечной мышцы: «чем больший объем крови поступит в желудочки, тем больший объем будет из них выброшен». Косвенными показателями уровня растяжения саркомера в начале сокращения являются конечный диастолический объем желудочка, диаметр и давление.

Постнагрузка. Это сила, которую нужно преодолеть сокращающейся мышце. Значительно сложнее рассчитать постнагрузку в общей системе циркуляции крови, чем в изолированном сердце. Существует два подхода в определении постнагрузки. Первый подход рассматривает сосудистую нагрузку, которая определяется периферическим сосудистым сопротивлением или полным сопротивлением, оказывающим более сложное воздействие (см. далее), с включением пульсовой нагрузки. При втором подходе рассматривается напряжение стенки желудочка, а давление и размер полости рассчитывают по более сложной формуле — закону Laplace, в котором говорится, что напряжение стенки зависит от давления и радиуса, в то время как сила (или напряжение) единицы мышцы дается в трех измерениях — циркулярном, меридиональном и радиальном.

Источник

Чурсин В.В. Клиническая физиология кровообращения (методические материалы к лекциям и практическим занятиям)

Информация

Содержит информацию о физиологии кровообращения, нарушениях кровообращения и их вариантах. Также представлена информация о методах клинической и инструментальной диагностики нарушений кровообращения.

Предназначается для врачей всех специальностей, курсантов ФПК и студентов медвузов.

Введение

Более образно это можно представить в следующем виде (рисунок 1).

Кровообращение – определение, классификация

Объем циркулирующей крови (ОЦК)

Основные свойства и резервы крови

Сердечно-сосудистая система

Сердце

Поскольку q и Q величины постоянные, можно пользоваться их произведением, вычисленным один раз и навсегда, что равно 2,05 кг * м/мл.

Функциональные резервы сердца и сердечная недостаточность

Факторы, определяющие нагрузку на сердце

Здесь также важен вопрос: можно ли усилить эффект закона Г. Анрепа и А. Хилла? Исследования E.H. Sonnenblick (1962-1965 г.г.) показали, что при чрезмерной постнагрузке миокард способен увеличивать мощность, скорость и силу сокращения под воздействием положительно инотропных средств.

Уменьшение постнагрузки.

Каппиляры

Реология крови

Регуляция кровообращения

Определение показателей центральной гемодинамики

Клиническая диагностика вариантов кровообращения

Клинические признаки дисфункции сердечно-сосудистой системы:

— Предположить наличие сердечно-сосудистой дисфункции можно, в первую очередь, на основании ненормальных АД, ЧСС, ЦВД. Однако нормальные величины этих показателей могут быть и при наличии скрытых – ещё компенсированных нарушений.

— Диурез – снижение или повышение мочеотделения также могут быть признаком дисфункции кровообращения.

— Наличие отеков и влажных хрипов в лёгких.

Функциональные показатели для оценки состояния кровообращения.

— Физиологический прирост АД к ЧСС – в норме зависимость величины САД от ЧСС отражается следующим уравнением:

Соответственно при ЧСС 120 в минуту САД должно быть как минимум 150 мм рт.ст.

— Индексы кровообращения (индексы Туркина). Первый из них определяется отношением СДД и ЧСС. Если это отношение равно 1 или близко к 1 (0,9-1,1), то СВ в норме. Второй определяется отношением СДД в мм рт.ст и ЦВД в мм вод.ст. Если это отношение равно 1 или близко к 1 (0,9-1,1), то артериальные и

Источник

Что такое преднагрузка и постнагрузка на сердце

Оценивая сократительные свойства мышцы, очень важно определить степень напряжения мышцы перед началом сокращения (так называемую преднагрузку), а также нагрузку, которую мышце предстоит преодолеть, развивая сокращение (так называемую постнагрузку).
Для сердца преднагрузка определяется величиной конечно-диастолического давления, когда наполнение желудочков кровью завершилось.

Постнагрузка желудочка определяется величиной давления в артерии, берущей начало от данного желудочка. На рисунке это соответствует систолическому давлению во время фазы III диаграммы «объем-давление». (Иногда постнагрузка несколько вольно определяется как сосудистое сопротивление, а не давление в сосудах.)

Понятия преднагрузки и постнагрузки имеют большое практическое значение: нарушение функции сердечно-сосудистой системы может протекать с резкими изменениями как преднагрузки или постнагрузки, так и обоих этих факторов одновременно.

Потребление кислорода сердцем. Сердечная мышца, так же как и скелетная мышца, использует химическую энергию для сократительной деятельности. Энергия освобождается главным образом при окислении жирных кислот и в меньшей степени — при окислении других субстратов, таких как лактат и глюкоза. Таким образом, уровень потребления кислорода сердечной мышцей является основным показателем энергетического обеспечения деятельности сердца.

Эффективность сердечных сокращений. В процессе сокращения сердечной мышцы большая часть освободившейся химической энергии превращается в тепло, а меньшая часть энергии затрачивается на совершение работы. Отношение рабочих энерготрат к общему количеству выделенной энергии характеризует эффективность сердечных сокращений, или коэффициент полезного действия сердца. КПД сердца здоровых людей составляет примерно 20-25%. В случае сердечной недостаточности этот показатель может уменьшаться до 5-10%.

В условиях покоя сердце перекачивает от 4 до 6 л крови в минуту. При тяжелой физической нагрузке сердцу необходимо перекачивать в 4-7 раз больше крови, чем в покое. Такому усилению сердечной деятельности способствуют: (1) внутрисердечные механизмы, регулирующие насосную функцию в зависимости от объема притекающей к сердцу крови; (2) центральные нервные механизмы, контролирующие частоту и силу сердечных сокращений с участием автономной (вегетативной) нервной системы.

Связь между объемом левого желудочка и внутрижелудочковым давлением во время диастолы и систолы.
Красными стрелками показана рабочая диаграмма «объем-давление» (изменение внутрижелудочкового объема и давления в течение сердечного цикла).
ВР — внешняя работа.

Механизм Франка-Старлинга

Нам известно, что в разных ситуациях объем крови, который сердце перекачивает за минуту, почти полностью определяется венозным возвратом, т.е. объемом крови, поступающим в сердце из вен. Это можно объяснить следующим образом: кровоток каждого отдельного органа контролируется местными механизмами в зависимости от метаболических потребностей данного органа; кровь, оттекающая от отдельных органов, сливается в общую венозную систему и поступает к сердцу; сердце, в свою очередь, автоматически перекачивает всю поступившую к нему кровь в артериальное русло, снабжая периферические органы, и т.д.

Способность сердца адаптироваться к увеличению объема поступающей к нему крови называют внутрисердечным механизмом Франка—Старлинга, названным в честь выдающихся физиологов прошлого века. Суть механизма в следующем: чем больше степень растяжения миокарда объемом притекающей крови, тем больше сила сокращения сердечной мышцы и, следовательно, тем больше объем крови, который сердце перекачивает в аорту. Другими словами, в физиологических пределах сердце перекачивает всю кровь, которая возвращается к нему по венам.

Как объяснить механизм Франка-Старлинга? Когда избыточный объем крови поступает в желудочки, волокна сердечной мышцы растягиваются. Нити актина и миозина в миофибриллах занимают положение, близкое к оптимальному для развития большей силы сокращения. Таким образом, желудочки автоматически перекачивают избыточный объем крови в артерии.

Способность мышечных волокон, растянутых до оптимальной длины, сокращаться с большей эффективностью характерна для всех поперечнополосатых мышц, а не только для миокарда.

Усиление насосной функции сердца при увеличении венозного возврата происходит и по другой причине. Растяжение стенки правого предсердия приводит к увеличению частоты сердечных сокращений на 10-20%, что тоже вносит вклад в увеличение выброса крови из желудочков в артерии.

Видео физиология закона Франка-Старлинга

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Преднагрузка и постнагрузка сердца. Что это такое, определение, лечение

Преднагрузка и постнагрузка оказывают непосредственное влияние на объем крови, который прокачивается сердечной мышцей за 1 сокращение. Под данными кардиологическими терминами подразумевают функциональное состояние сердца, связанное с уровнем напряженности его стенок в процессе ритмичной работы.

Определение показателей постнагрузки и преднагрузки осуществляется в процессе диагностического обследования пациентов с признаками тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Что такое преднагрузка и для чего она нужна?

Преднагрузка — это степень выраженности напряжения тканей левого желудочка сердца по завершению диастолы. Данное состояние сердечной мышцы достаточно сложно идентифицировать с помощью современных методов обследования. Косвенным показателем преднагрузки является уровень венозного давления в легочной артерии, а также внутри левого предсердия.

В кардиологической практике уровень преднагрузки сердца также именуется давлением наполнения. Конечный диастолический объем полости левого желудочка и давление крови, которая скапливается в данной части сердца, являются более объективными показателями преднагрузки этого органа.

Преднагрузка и постнагрузка сердца.

Ориентировочные размеры желудочка сердечной мышцы определяются с помощью УЗИ трансторакального типа. Преднагрузка необходима для стабильной работы сердца в части создания полноценного напряжения его стенок с дальнейшим прокачиванием необходимого объема крови.

Нормы преднагрузки сердца и причины отклонений ее показателей

Преднагрузка и постнагрузка сердца определяются по результатам диагностического обследования данного органа. В норме интегральный уровень преднагрузки должен находиться в пределах от 640 до 840 мл/м2. При этом учитывается весь объем крови пациента, который прокачивается через 4 камеры сердечной мышцы.

В отличие от других показателей функциональной активности сердца максимально точный уровень преднагрузки установить крайне сложно. С помощью диагностики левого желудочка кардиологи получают возможность оценить состояние миокарда и эффективность гемодинамики у конкретного пациента.

Большинство причин, которые вызывают отклонение от нормального уровня преднагрузки, имеют патологическую этиологию, а именно:

Для восстановления нормальной работы сердечной мышцы определяется причинный фактор, который ослабил сократительную функцию миокарда, а затем предпринимаются меры медикаментозной терапии.

Факторы, увеличивающие преднагрузку

Увеличение преднагрузки может вызывать влияние следующих факторов, большая часть из которых являются физиологическими процессами человеческого организма:

Все вышеперечисленные факторы учитываются во время диагностики больного, а также выполнения оценки уровня преднагрузки сердца. В связи с этим данный показатель во многом носит индивидуальный характер.

Признаки нарушений преднагрузки

Преднагрузка и постнагрузка сердца оказывают непосредственное влияние на функциональную активность данного органа. Клинические проявления патологического состояния сердечной мышцы обнаруживаются на стадии предварительного осмотра пациента врачом-кардиологом.

Выделяют следующие признаки нарушений преднагрузки:

В зависимости от степени тяжести нарушения преднагрузки сердца возможно появление ощущения нехватки воздуха, головокружения, проблем с координацией движений. Пациентам с подобной симптоматикой должна быть оказана квалифицированная кардиологическая помощь.

Закон Франка—Старлинга

Закон Франка-Старлинга гласит следующее: «Чем больший объем крови поступил в полость камеры сердечной мышцы, тем большее ее количество поступит в следующую систолу». Функциональная активность миокарда сердца, которая реализуется в процессе перемещения кровеносного русла по организму человека, пропорциональная потенциалу растяжения его мышечной ткани.

В данном случае присутствует неизменная связь между конечным ударным и диастолическим объемом сердца в процессе прокачки крови.

Факторы, влияющие на наполнение желудочка

Выделяют следующие основные факторы, которые оказывают непосредственное влияние на степень наполнения желудочка сердца:

В процессе проведения диагностики пациентов с признаками нарушения преднагрузки или постнагрузки сердца выполняется оценка влияния всех вышеперечисленных факторов, наличие которых способно повлиять на степень наполняемости левого желудочка.

Диастолическая функция и растяжимость желудочка

Даже в условиях применения современного медицинского оборудования с использованием таких инновационных методов диагностики, как:

Они позволяют определить лишь приблизительный объем растяжимости желудочка. Диастолическое давление, локализующееся в данной части сердечной мышцы, применяется в качестве показателя состояния преднагрузки только в том случае, если степень растяжимости желудочка является постоянной величиной.

Последние научные исследования показывают, что в норме степень растяжимости стенок желудка является нелинейным показателем.

При малейшем изменении степени растяжимости тканей левого желудочка один и тот же уровень диастолического давления будет соответствовать разной преднагрузке. Несмотря на это одним из наиболее распространенных способов проведения оценки уровня преднагрузки стенок левого желудочка является сопоставление показателей диастолического давления с давлением заклинивания внутри легочной артерии.

При этом венозное давление используется в качестве основного индикатора уровня преднагрузки тканей правого желудочка, а у большинства пациентов и в качестве показателя преднагрузки стенок левого желудочка.

Как измерить преднагрузку?

Преднагрузка сердца определяется путем измерения показателей конечно-диастолического давления внутри левого желудочка. Для этого используются данные о центральном венозном давлении, а также уровень заклинивающего давления внутри легочной артерии.

Чтобы измерить последний показатель в полость кровеносного сосуда, с помощью метода катетеризации, вводят специальный баллон, который обеспечивает плавание устройства и заклинивание внутриартериального давления.

С целью измерения уровня преднагрузки дополнительно используют инструментальный метод диагностики в виде трансторакальной и чреспищеводной эхокардиографии.

Что такое постнагрузка сердца?

Постнагрузка — это степень напряженности тканей левого желудочка в момент систолы. Данное состояние сердечной мышцы предопределяется преднагрузкой, которая растягивает мышечную ткань данной части сердца, а также сопротивлением стенок кровеносных сосудов.

Создание эффекта постнагрузки необходимо для выброса крови из камер сердечной мышцы с ее дальнейшим распределением по всем отделам организма.

Нормы постнагрузки сердца и причины отклонений ее показателей

Норма постнагрузки сердечной мышцы для каждого человека является индивидуальным показателем, который зависит от кровеносного давления, находящегося внутри полости желудочков, а также их внутренних размеров.

Чтобы получить референтные значения данного показателя для конкретного пациента, необходимо провести комплексное обследование его сердца и магистральных сосудов, обеспечивающих поступление артериальной крови.

В процессе определения нормы постнагрузки для левого желудочка может быть использован метод измерения среднего диаметра середины его стенки. В данном случае этот показатель является индивидуальным, а на его отклонение влияют параметры сердечной мышцы, а также изменение кровеносного давления в полости левого желудочка.

Признаки нарушений постнагрузки

Признаки нарушений постнагрузки проявляются сразу же после возникновения данной дисфункции сердца.

У больного наблюдается проявление следующей симптоматики:

Тяжелые формы нарушения постнагрузки сердца вызывают развитие острой или хронической сердечной недостаточности с существенным ограничением физических нагрузок, риском появления асцита брюшной полости.

Факторы, увеличивающие постнагрузку

Преднагрузка и постнагрузка сердца влияет на работу всей сердечно-сосудистой системы.

Выделяют основные факторы, наличие которых способно увеличивать степень постнагрузки:

Увеличение уровня постнагрузки сердца происходит из-за появления препятствий на пути прохождения кровеносного русла. В связи с этим возникает повышение мышечного сопротивления естественному току крови.

Напряжение стенки желудочка во время систолы. Формулы расчета

Для определения степени напряжения левого желудочка в момент систолы используют следующую формулу, созданную на основе закона Лапласа:

(Р х R)/(2 х Н) = напряжение стенки левого желудочка.

В данном случае Р — это давление, которое локализуется внутри желудочка. Величина R отображает радиус данной части сердца. Показатель Н — это толщина стенок левого желудочка. Если внутренний объем желудочка увеличивается, то для нагнетания прежнего уровня давления потребуется большее напряжение мышечной ткани.

Механизмы срочной и долгосрочной адаптации сердца к перегрузкам

Преднагрузка и постнагрузка сердца определяются методом диагностического исследования левого желудочка.

При наличии перегрузок сердечной мышцы запускаются следующие механизмы срочной адаптации данного органа:

Долгосрочная адаптация сердца к его стрессовым или аварийным перегрузкам приводит к запуску следующих физиологических механизмов:

В условиях долгосрочной адаптации сердца к перегрузкам происходит изменение структуры его мышечной ткани, что проявляется увеличением внешних границ органа, развитием эффекта коллагенной дилатации.

Диагностика при нарушенной преднагрузке и постнагрузке

В таблице ниже представлены основные методы диагностического обследования, которые показаны к проведению пациентам с признаками нарушений преднагрузки и постнагрузки сердечной мышцы.

Цель проведения обследования

Катетеризация сердца и его магистральных сосудов с целью определения кровеносного давления внутри желудочков сердца является радикальным метолом диагностики нарушений преднагрузки и постнагрузки, который применяется только в специализированных кардиологических центрах.

Лечение препаратами

Применение лекарственных препаратов направлено на регуляцию преднагрузки и постнагрузки сердца путем снижения давления внутри левого желудочка, а также расширения кровеносных сосудов. Для этого используются диуретические медикаменты, а также венозные вазодилататоры.

Диуретики

Лекарственные препараты фармакологической группы диуретических средств применяются для снижения уровня преднагрузки. Медикаменты данной категории подавляют реабсорбцию ионов натрия и воды внутри почечных канальцев, что способствует их активному выведению из тканей организма.

В связи с этим происходит планомерное снижение давления наполнения левого желудочка сердца с падением степени напряжения его стенок.

В данном случае могут быть использованы следующие виды лекарственных препаратов:

Диуретические средства позволяют быстро снизить уровень преднагрузки сердца, но при этом из организма больного вымываются минеральные вещества, необходимые для сохранения стабильного водно-солевого баланса. Дозировка препаратов данной группы устанавливается врачом-кардиологом исходя из состояния здоровья больного.

Венозные вазодилататоры

Применение венозных вазодилататоров целесообразно в том случае, если необходимо увеличить объемы венозного депо кровеносного русла, а также снизить давление внутри левого желудочка и центральную преднагрузку.

Для достижения данного терапевтического результата используют следующие виды наиболее эффективных препаратов этой группы:

Дозировка венозных вазодилаторов должна подбираться врачом-кардиологом, который занимается лечением пациента с нарушениями функций сердца. Самовольное использование медикаментов данной группы может привести к ухудшению самочувствия.

ЛФК при нарушениях преднагрузки и постнагрузки предусматривает умеренную физическую активность, которая не вызывает перенапряжение сердечной мышцы.

Ходьба

Неспешные прогулки — это наиболее щадящий режим лечебной физкультуры. При отсутствии противопоказаний со стороны врача-кардиолога рекомендуется ежедневно проходить по 1-2 км. На протяжении всего периода пешей ходьбы следует контролировать общее самочувствие, сердечный ритм, равномерность дыхания.

Езда на велосипеде

Прогулки на велосипеде является одним из направлений ЛФК. Езда на данном виде транспорта предусматривает соблюдение умеренного темпа, чтобы обеспечивалась тренировочная нагрузка на сердечную мышцу, но при этом не возникало приступов ее учащенного сокращения. В течение дня на велосипеде необходимо проезжать до 5 км.

Плавание

Занятия плаванием предусматривают серьезную кардиологическую нагрузку для сердца и кровеносных сосудов. Поэтому данный вид ЛФК проводится совместно с инструктором или под наблюдением медицинского работника. Людям с признаками нарушения преднагрузки и постнагрузки рекомендуется посещение бассейна 2-3 раза в неделю с продолжительностью плавания 30-40 мин.

Перегрузочная форма сердечной недостаточности как осложнение преднагрузки и постнагрузки

Перегрузочная форма сердечной недостаточности возникает в результате чрезмерного перенапряжения миокарда. В большинстве случаев данная патология развивается из-за нарушений постнагрузки, когда происходит перегрузка сердца избыточным кровеносным давлением или сопротивлением потоку крови.

Перегрузочный тип сердечной недостаточности характеризуется отеками мягких тканей и риском появления асцита. Возникновению данного заболевания предшествует коарктация аорты, хроническая артериальная гипертензия, а также сужение просвета между стенками клапанного аппарата.

Преднагрузка и постнагрузка — это функциональное состояние стенок левого желудочка в части их степени напряженности в момент завершения диастолы и систолы. Работоспособность данной части сердечной мышцы диагностируется с помощью УЗИ диагностики трансторакального типа.

Основным предназначением преднагрузки и постнагрузки является создание достаточного давления венозной крови внутри левого желудочка, а также ее полноценная прокачка по всему организму.

Снижение данных показателей влечет за собой развитие тяжелых заболеваний сердца, связанных с его функциональной недостаточностью. Лечение патологических нарушения уровня преднагрузки и постнагрузки предусматривает прием лекарственных препаратов, улучшающих тонус сердечной мышцы, а также выполнение физических упражнений для укрепления тканей данного органа.

Видео о постнагрузке

Что такое постнагрузка:

Источник