Минутный объем крови норма: 404 — Категория не найдена

Содержание

4. Систолический и минутный объемы крови

Количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артерии в минуту является важным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и называется минутным объемом крови (МОК). Он одинаков для обоих желудочков и в покое равен 4,5—5 л. Если разделить МОК на ЧСС в минуту получим систолический объем (СО) кровотока. При сокращении сердца равном 75 ударов в мин он составляет 65—70 мл, при работе увеличивается до 125 мл. У спортсменов в покое он составляет 100 мл, при работе возрастает до 180 мл. Определение МОК и СО широко применяется в клинике, что можно произвести путем расчета по косвенным показателям (по формуле Старра см. Практикум по нормальной физиологии).

Объем крови полости желудочка, который она занимает перед его систолой составляет конечно-диастолический объем (120—130 мл).

Объем крови, остающийся в камерах после систолы при покое составляет резервный и остаточный объемы. Резервный объем реализуется при увеличении СО при нагрузках. В норме он составляет 15—20% от конечно—диастолического.

Объем крови в полостях сердца, остающийся при полной реализации резервного объема, при максимальной систоле составляет остаточный объем. В норме он составляет 40—50% от конечно-диастолического. СО и МОК величины непостоянные. При мышечной деятельности МОК возрастает до 30—38 л за счет учащения сокращений сердца и увеличения СОК.

Величина МОК, деленная на площадь поверхности тела в м2

определяется как сердечный индекс (л/мин/м2). Он является показателем насосной функции сердца. В норме сердечный индекс составляет 3—4 л/мин/м2. Если известен МОК и АД в аорте (или легочной артерии) можно определить внешнюю работу сердца

Р = МО х АД

Р — работа сердца в мин в килограмометрах (кг/м).

МО — минутный объем (л).

АД — давление в метрах водного столба.

При физическом покое внешняя работа сердца составляет 70—110 Дж, при работе увеличивается до 800 Дж, для каждого желудочка в отдельности. Весь комплекс проявлений деятельности сердца регистрируется с помощью различных физиологических методик —

кардиографий: ЭКГ, электрокимография, баллистокардиография, динамокардиография, верхушечная кардиография, ультразвуковая кардиография и др.

Диагностическим методом для клиники является электрическая регистрация движения контура сердечной тени на экране рентгеновского аппарата. К экрану у краев контура сердца прикладывают фотоэлемент, соединенный с осциллографом. При движениях сердца изменяется освещенность фотоэлемента. Это регистрируется осциллографом в виде кривой сокращения и расслабления сердца. Такая методика называется электрокимографией.

Верхушечная кардиограмма регистрируется любой системой, улавливающей малые локальные перемещения. Датчик укрепляется в 5 межреберье над местом сердечного толчка. Характеризует все фазы сердечного цикла. Но зарегистрировать все фазы удается не всегда: сердечный толчок по разному проецируется, часть силы прикладывается к ребрам. Запись у разных лиц и у одного лица может отличаться, влияет степень развития жирового слоя и др.

Используются в клинике также методы исследования, основанные на использовании ультразвука — ультразвуковая кардиография.

Ультразвуковые колебания при частоте 500 кГц и выше глубоко проникают через ткани будучи образованными излучателями ультразвука, приложенными к поверхности грудной клетки. Ультразвук отражается от тканей различной плотности — от наружной и внутренней поверхности сердца, от сосудов, от клапанов. Определяется время достижения отраженного ультразвука до улавливающего прибора.

Если отражающая поверхность перемещается, то время возвращения ультразвуковых колебаний изменяется. Этот метод можно использовать для регистрации изменений конфигурации структур сердца при его деятельности в виде кривых, записанных с экрана электроннолучевой трубки. Эти методики называются неинвазивными.

К инвазивным методикам относятся:

Катетеризация полостей сердца. В центральный конец вскрытой плечевой вены вводят эластичный зонд—катетер и проталкивают к сердцу (в его правую половину). В аорту или левый желудочек вводят зонд через плечевую артерию.

Ультразвуковое сканирование — источник ультразвука вводится в сердце с помощью катетера.

Ангиография представляет собой исследование движений сердца в поле рентгеновских лучей и др.

Таким образом, работа сердца определяется 2-мя факторами:

1. Количеством притекающей к нему крови.

2. Сопротивлением сосудов при изгнании крови в артерии (аорту и легочную артерию). Когда сердце не может при данном сопротивлении сосудов перекачать всю кровь в артерии, возникает сердечная недостаточность.

Различают 3 варианта сердечной недостаточности:

Недостаточность от перегрузки, когда к сердцу с нормальной сократительной способностью предъявляются чрезмерные требования при пороках, гипертензии.

Недостаточность сердца при повреждении миокарда: инфекции, интоксикации, авитаминозы, нарушение коронарного кровообращения. При этом снижается сократительная функция сердца.

Смешанная форма недостаточности — при ревматизме, дистрофических изменениях в миокарде и др.

Минутный объем крови: формула расчета. Сердечный индекс

Минутный объем крови, формула, по которой расчитывается этот показатель, а также другие важные моменты непременно должны быть в багаже знаний любого студента-медика, а тем более лиц, уже занимающихся врачебной деятельностью. Что это за показатель, как он влияет на здоровье человека, почему он важен для врачей, а также что от него зависит, — ответы на эти вопросы ищет каждый молодой человек или девушка, желающие поступить в медицинское учебное заведение. Именно эти вопросы освещены в настоящей статье.

Функция сердца

Выполнение основной функции сердца – доставка к органам и тканям определенного объема крови в единицу времени (объем крови за одну минуту), обусловленного состоянием самого сердца и условиями работы в системе кровообращения. Эта важнейшая миссия сердца изучается еще в школьные годы. Большинство из учебников по анатомии, к сожалению, немного рассказывают об этой функции. Сердечный выброс — производная ударного объема и скорости сердечных сокращений.

МО(СВ) = ЧСС х УО

Сердечный индекс

Ударный объем – показатель, который обусловливает размер и количество крови, изгоняемой желудочками за одно сокращение, его величина примерно равна 70 мл. Сердечный индекс — размер 60-секундного объема, пересчитанный на площадь поверхности человеческого тела. В покое его нормальная величина составляет около 3 л/мин/м2.

В норме минутный объем крови человека зависит от размеров тела. К примеру, сердечный выброс у лица женского пола весом 53 кг, несомненно, будет значительно ниже, чем у представителя сильного пола весом 93 кг.

В норме у мужчины весом 72 кг минутный объем сердца, прокачиваемый за минуту равен 5 л/мин., при нагрузке эта цифра может вырастать до 25 л/мин.

Что влияет на объем сердечного выброса?

Это несколько показателей:

  • систолический объем крови, поступающей в правое предсердие и желудочек («правое сердце»), и создаваемое ею давление – преднагрузка.
  • сопротивление, которое испытывает сердечная мышца в момент выброса очередного объема крови из левого желудочка – постнагрузка.
  • период и скорость сердечных сокращений и сократимость миокарда, которые изменяются под влиянием чувствительной и парасимпатической нервной системы.

Сократимость – способность генерировать сердечной мышцей усилие при любой длине мышечного волокна. Совокупность всех названных характеристик, конечно же, влияет на минутный объем крови, скорость и ритм, а также другие сердечные показатели.

Как регулируется этот процесс в миокарде?

Сокращение мышцы сердца происходит, если концентрация кальция внутри клетки становится более 100 ммоль, меньшее значение имеет восприимчивость сократительного аппарата к кальцию.

В периоде покоя клетки ионы кальция пробиваются внутрь кардиомиоцита через L-каналы мембраны, а также выделяются внутри самой клетки в ее цитоплазму из саркоплазматического ретиккулума. За счет двойного пути поступления этого микроэлемента концентрация его быстро увеличивается, и это служит началом сокращения сердечного миоцита. Такой двойной путь «зажигания» характерен только для сердца. Если не будет поступления внеклеточного кальция, то сокращения сердечной мышцы не будет.

Гормон норэпинефрин, который выделяется из окончаний симпатических нервов, повышает скорость сокращений и сократимость сердца, таким образом увеличивая сердечный выброс. Это вещество относится к физиологическим инотропным агентам. Дигоксин – это лекарственный инотропный препарат, который используют в определенных случаях для лечения сердечной слабости.

Ударный объем и давление наполнения

Минутный объем крови в левом желудочке, который формируется в окончании диастолы и основании систолы, зависит от эластичности мышечной ткани и конечного диастолического давления. Давление крови в правых отделах сердца связано с давлением венозной системы.

Когда нарастает конечное диастолическое давление, увеличивается сила последующих сокращений и ударный объем. То есть сила сокращения связана со степенью растяжения мышцы.

Ударный систолический объем крови из обоих желудочков предположительно равны. Если же выброс из правого желудочка будет превышать выброс из левого какое-то время, может развиться отек легких. Однако существуют защитные механизмы, в ходе действия которых рефлекторно, из-за увеличения растяжения мышечных волокон в левом желудочке увеличивается количество крови, изгоняемого из него. Это увеличение сердечного выброса предотвращает рост давления в легочном круге кровообращения и восстанавливает равновесие.

По такому же механизму происходит повышение выброса объема крови при физической нагрузке.

Этот механизм – усиление сердечного сокращения при растяжении мышечного волокна – называется законом Франка-Старлинга. Он является важным компенсаторным механизмом при сердечной недостаточности.

Действие постнагрузки

При повышении артериального давления или увеличении постнагрузки объем выбрасываемой крови тоже может вырастать. Это свойство было документально и экспериментально подтверждено уже много лет назад, что позволило внести соответствующие поправки в расчеты и формулы.

Если кровь из левого желудочка выбрасывается в условиях повышенного сопротивления, то на какое-то время объем остаточной крови в левом желудочке будет увеличиваться, повышается растяжимость миофибрилл, это увеличивает ударный объем, и как результат – повышается минутный объем крови сообразно правилу Франка-Старлинга. После нескольких таких циклов объем крови возвращается к исходному.
Автономная нервная система – внешний регулятор сердечного выброса.

Давление желудочкового наполнения, изменение частоты сердечных сокращений и сократимости могут изменить ударный объем. Центральное венозное давление и автономная нервная система являются факторами, управляющими сердечным выбросом.

Итак, мы рассмотрели понятия и определения, названные в преамбуле настоящей статьи. Надеемся, информация, представленная выше, будет полезна всем заинтересованным в озвученной теме людям.

Реакция сердечно-сосудистой системы на локальную и глобальную мышечную работу

Орел В. Р., Селуянов В. Н.

В практике спорта принято оценивать работоспособность сердечно-сосудистой системы по показателям — максимальное потребления кислорода (МПК) или по мощности при достижении частоты сердечных сокращений (ЧСС) 170 уд/мин. В восьмидесятые годы стали появляться научные публикации, в которых обсуждалась проблема корректности оценки производительности ССС по МПК. Поскольку имеются случаи, когда спортсмен отказывается от выполнения работы на следующей ступеньке мощности, хотя ЧСС может быть менее 150 уд/мин. Обычно это случается при выполнении локальной мышечной работы или при педалировании на велоэргометре с низким темпом (60 и мене оборотов в минуту). В связи с этим возникает проблема корректной оценки производительности ССС и разработки соответствующих методических рекомендаций. В связи с этим рассмотрим особенности физиологии активации сердечной деятельности при выполнении физических упражнений и реакцию организма на выполнении нагрузок локального и глобального характера. Предполагается, что реакция сердечно-сосудистой системы определяется изменением импульсации, поступающей к сердцу от симпатической и парасимпатической системы и состояния перефирического аппарата — сосудов и мышц. Импульсация, поступающая к сердцу, зависит от степени активации мышц, концентрации в крови кислорода, углекислого газа, ионов водорода.

Физиология активации сердечной деятельности

Ритмические сокращения сердца возникают под действием импульсов от синоатриального узла, расположенного в правом предсердии. От этого узла возбуждение распространяется по предсердиям к атриовентрикулярному узлу, а затем по пучку Гисса к миокардиоцитам желудочков. Миокардиоциты возбуждаются в соответствии с законом «все или ничего», т. е. каждая клеточка сердца в цикле сокращения работает с максимальной интенсивностью. Это означает, что клетки миокарда всегда находятся на предельном уровне гиперплазии митохондрий по отношению к миофибриллам.

Сердечные центры продолговатого мозга и моста управляют деятельностью сердца. От этих центров идут парасимпатические и симпатические нервы. Парасимпатическая инервация сердца связана с ветвями блуждающего нерва, которые идут к предсердиям в области шеи. Правая ветвь блуждающего нерва иннервирует правое предсердие и управляет частотой сердечных сокращений, а левая — иннервирует атриовентрикуляреный узел и управляет проведением импульсов в этом отделе проводящей системы сердца. Симпатическая иннервация активирует все отделы сердца, эти нервы отходят от верхних грудных отделов спинного мозга. Из нервных окончаний симпатической нервной системы выделяется медиатор — норадреналин, поэтому катехоламины крови также влияют на ускорение ритма сердца.

Без влияния нервной системы ритм сердца в покое очень высокий, поэтому в норме у человека преобладает активность блуждающего нерва — парасимпатических влияний над симпатическими. Активизация симпатических влияний приводит к росту силы и частоты сердечных сокращений, уменьшению конечнодиастолического (из-за повышения тонуса миокарда) и конечносистолического (из-за увеличения силы сокращения) объема левого желудочка.

В рефлекторной регуляции кровообращения важное значение имеет область разветвления общей и сонной артерии — каротидный синус. От каротидного синуса идут нервы в продолговатый мозг. Поэтому механорецепторы каротидного синуса участвуют в активации симпатической и парасимпатической нервной систем. В каротидном синусе расположены также хеморецепторы чувствительные к напряжению кислорода и углекислого газа артериальной крови. Важнейшей функцией хеморецепторов является регуляция дыхания, импульсы от них поступают как в «дыхательные», так и в «циркуляторные» центры продолговатого мозга. Снижение концентрации кислорода и увеличение концентрации углекислого газа приводят к росту глубины и частоты дыхания. Роль увеличения концентрации углекислого газа в артериальной крови в физиологии дыхания и кровообращения недооценивается, поскольку средняя концентрация этого газа в крови при интенсивной физической работе снижается. Однако, если учесть пульсирующий характер крови и потока воздуха в легких, частота которых существенно различается, например, при выполнении физической нагрузки ЧСС может быть 150 уд/мин, а частота дыхания только 30 циклов/мин. Следовательно, в момент выдоха в нескольких порциях артериальной крови парциальное давления кислорода и углекислого газа должны быть как в венозной крови. Можно предположить, что этот фактор и является наиболее существенным в повышении ЧСС и частоты и глубины дыхания при выполнении физических нагрузок. Эта гипотеза прекрасно согласуется с экспериментальными физиологическими данными при проведении ступенчатого теста.

Сравнение реакции сердечно-сосудистой системы при работе руками и ногами

В работе G. Borg, H. Hassmen, M. Lagerstrom. (Herceived exertion related to heart rate and blood lactate during arm and leg exercise. // Eur. J. Appl. Physiol., 1987. — N65. — P. 679–685.) изучалась реакция организма человека на выполнение ступенчатого теста на велоэргометре при работе руками и ногами. В исследовании использовались следующие методы исследования. Эргометр — EM369 специально для рук. Эргометр Монарк для ног, Mingograph для регистрации (HR) ЧСС, лактат определялся энзиматическим методом ( Hoharst, 1962). Мощность для ног задавалась следующими ступеньками: 40-70-100-150-200 Вт. Для рук 20-35-50-70-100 Вт. Темп 60 об/мин. Испытуемыми были практически здоровые мужчины: количество 8, возраст 26 лет (б = 1,0), длина тела — 178,0 см (б = 4,0), вес — 72,0 кг (б = 7,0).

На рис. 1 представлены результаты исследования.

Рис. 1. Взаимосвязь между ЧСС, лактатом и мощностью для ног и рук.

Видно, что у спортсменов при одном и том же сердце существенно различаются реакции сердечно-сосудистой системы на работу руками и ногами. В данном случае начальное значение ЧСС совпало, затем видно, что в мышцах рук начала образовываться молочная кислота и вместе с этим начала расти ЧСС. В мышцах рук практически сразу же начинает накапливаться молочная кислота, поскольку они не тренированы. В мышцах ног молочная кислота на первых ступенях не накапливается, поскольку должны рекрутироваться пока окислительные мышечные волокна, поэтому нет чрезмерной активизации деятельности ССС.

Из рис видно, что PWC170 составило при работе руками 100 Вт, а ногами 200 Вт. Причем, сердце и кровь остаются одними и теми же, поэтому данные, полученные на ЧСС — 170 уд/мин не показывают только работоспособность сердечно-сосудистой системы, как это принято говорить. Роль активных мышц играет не менее важное значение. Очевидно, что мышечная композиция (количество и сила окислительных, промежуточных и гликолитических мышечных волокон) и капилляризация определяют характер реакции ЧСС на выполняемую работу в ступенчатом тесте.

Следует заметить, что на рис. 1 представлены средние данные по 8 испытуемым, поэтому не видны индивидуальные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку.

Таким образом, МПК и PWC170 являются интегральными показателями, количественное значение которых зависит не только от производительности ССС, но и от состояния мышц.

Индивидуальные особенности реакции сердечно-сосудистой и дыхательной систем на выполнение ступенчатого теста руками и ногами

В эксперименте принял участие ЗМС по борьбе самбо и дзюдо весом 100 кг и ростом 185 см. Он выполнял ступенчатые тесты руками и ногами. При работе руками и ногами нагрузка изменялась по 5,0 Н. Темп педалирования 75 об/мин.

На рис. 2 представлены результаты тестирования. Видно, что у хорошо подготовленного борца увеличение ЧСС и Вентиляции идет одинаково до уровня аэробного порога. Затем ЧСС при работе руками становится несколько больше. Показатели анаэробного порога фиксируются на разных ступеньках при работе руками и ногами (35 Н и 50 Н).

Можно предположить что при хорошей каппиляризации мышц и большой мышечной массе рук нет принципиальных различий в ходе развития реакции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Только рекрутирование в мышцах рук промежуточных мышечных волокон усиливает стимуляцию работы ССС.

Рис. 2. Изменение ЧСС и вентиляции в ступенчатом тесте при работе руками и ногами у ЗМС по борьбе самбо. Стрелки показывают моменты появления АэП и АнП.

Рассмотрим другой вариант изменения индивидуальных данных в ходе лонгитудинального исследования гребца байдарочника. Этот спортсмен выполнял упражнения преимущественно для мышц пояса верхних конечностей, поэтому существенно изменялись характреристи мышц рук, а показатели мышц ног оставались неизменными.

Рис. 3. Функциональное состояние спортсмена.

Спортсмен участвовал в тренировочном процессе более 2 лет. Тренировочный процесс начинается с определения функционального состояния спортсмена. На рис. 3. представлены данные этого обследования. Прежде всего обратим внимание на существенное расхождение зависимостей «ЧСС-мощность» для рук и ног. Данные изменения ЧСС при тестировании ног показаны нижней наклонной линией. Расчеты показали, что потенциальная возможность сердца по доставке кислорода к мышцам ног составляет МПК = 5,4 л/мин. Реальное потребление кислорода при работе руками составило МПК = 3,2 л/мин. Причем, линия зависимости «ЧСС-мощность» (04, 1997) для рук идет значительно выше, такой же зависимости для ног, следовательно, можно предположить, что уже с первой ступеньки в рекрутированных мышечных волокнах начинает разворачиваться анаэробный гликолиз. Неметаболический СО2 начинает действовать возбуждающе на хеморецепторы каротидного синуса аорты, что приводит к усилению возбуждения сосудо-двигательного и дыхательного центров. Поэтому, как можно предположить, ЧСС при работе руками располагается систематически выше, а аэробного порога вообще невозможно определить. Анаэробный порог был нами обнаружен на уровне 90 Вт, при ЧСС = 115 уд/мин.На основе полученных данных можно сделать вывод, что основным лимитирующим звеном физической работоспособности при работе руками являются окислительные мышечные волокна, которые обладают ничтожно малой силой. Можно предположить, что с ростом силы медленных мышечных волокон создадутся благоприятные условия для развития митохондриальной системы этих МВ. Сердце у данного спортсмена никак не может лимитировать работоспособность в гребле на байдарке.

Таким образом, тренировочный процесс должен быть направлен на увеличение силы медленных мышечных волокон мышц пояса верхних конечностей и на увеличение аэробных возможностей (массы митохондрий) во всех мышечных волокнах этих мышц. После выполнения соответствующей тренировочной работы (статодинамические упражнения для роста силы окислительных и промежуточных мышечных волокон, специальных тренировок на байдарке) видно изменение зависимостей «ЧСС —мощность». Гребец стал показывать данные сходные с представленными значениями у борца. До уровня аэробного порогога нет различия в работе мышц рук и ног. (Гребец стал мастером спорта и чемпионом России среди молодежи).

Потенциальное максимальное потребление кислорода

Гипотеза

Экспериментально затраты на перемещение ног можно определить в результате сравнения кривых «ЧСС-мощность» при выполнении ступенчатых тестов с темпом 75 об/мин и 120 об/мин. На рис. 3 представлены результаты тестирования одного спортсмена в двух тестах. Видно, что при низком темпе (75 об/мин), после рекрутирования всех окислительных мышечных волокон, сопротивление составило 20 Н, частота сердечных сокращений стала приростать быстрее, поскольку начали рекрутироваться мышечные волокна, в которых одновременно разворачиваются аэробный и анаэробный гликолиз. Закисление крови приводит к освобождению связанного углекислого газа, эксцесс углекислого газа крови приводит к усилению дыхания и росту ЧСС.

В случае педалирования с высоким темпом (120 об/мин) на перемещение ног тратится более 100 Вт, поэтому даже при минимальной нагрузке (30 Вт) ЧСС высокая. Дальнейшее увеличение сопротивления на велоэргометре приводит к росту ЧСС с приростом, адекватным наклону линии «ЧСС — мощность» при выполнении тестирования с темпом 75 об/мин.

Ударный объем сердца будет увеличиваться, если в период диастолы будет усилено влияние блуждающего нерва и приток крови. Поэтому при средних нагрузках ударный объем сердца растет, а при достижении частоты сердечных сокращений более 150 уд/мин прирост ударного объема сердца уменьшается и даже может начать уменьшаться.

Между минутным объемом кровообращения и потреблением кислорода при выполнении физической работы установлена линейная зависимость:

МОК = 4,6 + 5,7 × ПК (л/мин)

(Bevegard B. S., Shepherd J. T. Regulation of the circulation during exercise in man.
— Physiol. Rev. 1967. — V.47. — N 2. — P. 178–213.)

Причем, свободный член уравнения — 4,6, это минутный объем сердца в покое (а он существенно различается у людей), а коэффициент 5,7 видимо характеризует кислородную емкость крови (содержание гемоглобина в крови), процессы доставки кислорода из крови к активным мышечным волокнам. Следовательно, по этой формуле нельзя вычислить точное значение МОК, а лишь дать ему оценку.

Поскольку мощность педалирования на велоэргометре и потребление кислорода также линейно связаны:

ПК×5 (ккал/мин)×70 Вт = КПД×М = 0,22×М,

ПК = Мощность (Вт) /(75)

тогда по данным мощности педалирования до ЧСС 180–190 уд/мин можно определять МОК:

МОК = 4,6 + 5,7×Мощность/75 = 4,6 + 0,76×Мощность (Вт),

Например, если мощность равна 300 Вт, то минутный объем кровообращения должен быть в пределах 4,6 + 0,76×300 = 4,6 + 22,8 = 27,4 л/мин, а УОС при ЧСС 190 уд/мин составит:

УОС = МОК/ЧСС = 27,4 /190×1000 = 144 мл.

Механическая мощность при работе на велоэргометре складывается из внешней и внутренней. Внешняя мощность при постоянном темпе педалирования на механическом велоэргометре типа «Монарх» связана с преодолением силы трения на ободе маховика. Мощность вычисляется по формуле:

Мощность внешняя = Fтр×L оборота×Темп, где

F тр — сила трения, Н, L оборота — путь, который проходит точка маховика за один оборот шатунов, у Monark он равен 6 м, Темп — темп педалирования об/с.

Внутренняя механическая мощность может быть оценена по фурмулам В. Н. Селуянова и И. А. Савельева (1982) или экспериментально. В этой работе выполнена оценка затрат энергии на перемещение ног при педалировании на велоэргометре с разным темпом. Зависимость — «мощность — темп педалирования» описывается кубической параболой:

Wног = 0,164×(масса тела)×темп3 (Вт)

Eсли масса тела 70 кг, темп педалирования 2 об/с (120 об/мин), то

Wног = 0,164×70×23 = 91,8 (Вт).


Анна Солощенко: Сердечная недостаточность – чего не достает? Часть 1

Сегодня решила рассказать о том, чего еще не касались в наших статьях – о сердечной недостаточности. Эта тема уже не о профилактике – о лечении. Те, кто здоров, статью могут не читать, но все же рекомендую ознакомиться, чтобы понять, чего поможет избежать профилактика.

Все мы знаем, что сердце – это насос, который неустанно и без перерывов, 24 часа в сутки и 365 дней в году, качает кровь по всему нашему телу. Размером с кулачок, оно умудряется проталкивать 4-5 литров крови в минуту по нашему телу. Благодаря этому все, даже самые отдаленные клеточки нашего тела, получают кислород и питательные вещества, и, значит, живут. Иногда сердце не очень хорошо справляется со своей работой, не перекачивает столько крови, сколько нужно нашему телу, вот тогда речь идет о сердечной недостаточности.

Подписывайтесь на новости “КиевVласть”

 

Определить насосную функцию сердца просто. Это простая математика. Количество крови, которое наш неутомимый насос перекачает за минуту (минутный объем сердца, МОС), равно количеству ударов за минуту (ЧСС) умножить на количество мл крови, которое сердце выбрасывает за 1 сокращение (ударный объем сердца, УОС). Но самым распространенным показателем, которое определяет наличие или отсутствие сердечной недостаточности, является фракция выброса (ФВ). Она определяется во время эхокардиографии (УЗИ сердца). Что это такое? Нам нужен объем сердца в расслабленном состоянии (конечно-диастолический, КДО) и ударный объем. Фракция выброса – это и есть выраженное в процентах соотношение этих величин. То есть сколько процентов крови выбросит сердце во время своего удара. В норме фракция выброса – больше 50%. Если сердце выбрасывает более половины крови, то организму этого хватит с лихвой. В зависимости от ФВ, сердечная недостаточность (СН) делится на СН с сохраненной фракцией выброса (ФВ 50% и более) и со сниженной ( менее 50%). Естественно, чем ниже ФВ, тем более выражены будут симптомы.

Какие же симптомы СН мы знаем? Их очень много. Самый главный – это одышка. Одышка при СН чаще возникает при физической нагрузке, а в более запущенных случаях, при очень низкой ФВ – может быть в покое, при чем часто усиливается лежа. Вторым по распространенности симптомом являются отеки. Для сердечной недостаточности более характерны отеки ног, во всяком случае с них все начинается. От венозных отеков их отличает симметричность, то есть левая нога так же отечна, как и правая. Отеки присоединяются к одышке уже на более запущенных стадиях СН, при снижении фракции выброса уже ниже 40%.

Менее типичными признаками сердечной недостаточности могут быть никтурия (ночью больше мочи, чем днем), сердцебиение, кашель (больше лежа), слабость , утомляемость. Эти симптомы бывают и при других болезнях, поэтому ориентируемся в первую очередь на 2 основных – одышка и отеки.

Как подтвердить диагноз СН? Очень просто, во время эхокардиографии. Но что делать, когда показатели эхо еще в норме, а симптомы уже есть? Например, одышка и кашель? Как отличить их от одышки, например, при заболеваниях легких? Очень просто – существует анализ, который поможет установить СН на ранних этапах, еще когда показатели УЗИ сердца не отличаются от нормы. Анализ этот называется NT pro BMPи делается во многих современных частных лабораториях. Повышение уровня выше нормы говорит о том, что нужно обратиться к опытному кардиологу, который поможет выявить причину и остановить развитие недостаточности сердца.

И, надеюсь, вы не забыли, что… профилактика или лечение? Делай все вовремя!

Вопросы можно прислать на электронную почту [email protected]

Читайте:

Как оставить врачей без работы? 5 первых шагов

Инсульт. Знать врага в лицо

Пролапс митрального клапана. Что это такое

Зачем пить таблетки, если отлично себя чувствуешь, или Самые известные мифы про таблетки

Что делать, если упало давление

Здоровье – пазл, который нужно сложить. Часть 2. Благодарность

Здоровье – пазл, который нужно сложить. Часть 1

Низкий уровень железа. Как поднять

Летние советы кардиолога

Тест от Вашего кардиолога

Анна Солощенко, врач-кардиолог высшей категории в Александровской клинической больнице

КиевVласть

Способ определения минутного объема крови (мок) и общего периферического сопротивления сосудов (опсс)

Группа изобретений относится к медицине и может быть использовано в клинической физиологии, физической культуре и спорте, кардиологии, других областях медицины. У здоровых испытуемых измеряют частоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД). Определяет коэффициент пропорциональности К в зависимости от массы тела и роста. Вычисляют величину ОПСС в Па·мл-1·с по оригинальной математической формуле. Затем рассчитывают минутный объем крови (МОК) по математической формуле. Группа изобретений позволяет получить более точные значения ОПСС и МОК, провести оценку состояния центральной гемодинамики за счет применения физически и физиологически обоснованных расчетных формул. 2 н.п.ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к определению показателей, отражающих функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, и может быть использовано в клинической физиологии, физической культуре и спорте, кардиологии, других областях медицины. Для большинства проводимых физиологических исследований на человеке, в которых измеряются показатели пульса, систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления полезны интегральные показатели состояния сердечно-сосудистой системы. Важнейшим из таких показателей, отражающим не только работу сердечно-сосудистой системы, но и уровень обменных и энергетических процессов в организме, является минутный объем крови (МОК). Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) также важнейший параметр, использующийся для оценки состояния центральной гемодинамики [4, 7].

Наиболее популярной методикой расчета ударного объема (УО), а на его основе и МОК является формула Старра [8]:

УО=90,97+0,54·ПД-0,57·ДАД-0,61·В,

где ПД — пульсовое давление, ДАД — диастолическое давление, В — возраст. Далее МОК вычисляется как произведение УО на частоту сердечных сокращений (МОК=УО·ЧСС). Но точность формулы Старра подвергается сомнению [2]. Коэффициент корреляции между величинами УО, полученными методами импедансной кардиографии, и величинами, рассчитанными по формуле Старра, составил всего 0,288 [2]. По нашим данным, расхождение между величиной УО (а, следовательно, и МОК), определенной с помощью метода тетраполярной реографии и рассчитанной по формуле Старра, превышает в отдельных случаях 50% даже в группе здоровых испытуемых.

Известен способ вычисления МОК по формуле Лилье-Штрандера и Цандера [1]:

МОК=АДред.·ЧСС,

где АДред. — артериальное давление редуцированное, АДред.=ПД·100/Ср.Да, ЧСС — частота сердечных сокращений, ПД — пульсовое давление, вычисляемое по формуле ПД=САД-ДАД, а Ср.Да — среднее давление в аорте, вычисляемое по формуле [1, 6]: Ср.Да=(САД+ДАД)/2. Но для того, чтобы формула Лилье-Штрандера и Цандера отражала МОК, необходимо, чтобы численное значение АДред., представляющее собой ПД умноженное на поправочный коэффициент (100/Ср.Да), совпадало со значением УО, выбрасываемого желудочком сердца за одну систолу. Фактически же, при величине Ср.Да=100 мм рт.ст. величина АДред. (а, следовательно, и УО) приравнивается величине ПД, при Ср.Да<100 мм рт.ст. — АДред. несколько превышает ПД, а при Ср.Да>100 мм рт.ст. — АДред. становится меньше чем ПД. На самом деле, величина ПД не может приравниваться к величине УО даже и при Ср.Да=100 мм рт.ст. Нормальные средние показатели ПД — 40 мм рт.ст., а УО — 60-80 мл [6]. Сопоставление показателей МОК, вычисленных по формуле Лилье-Штрандера и Цандера в группе здоровых испытуемых (2,3-4,2 л [1]), с нормальными величинами МОК (5-6 л [6]) показывает расхождение между ними в 40-50%.

Технический результат заявляемого способа — повышение точности определения минутного объема крови (МОК) и общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС) — важнейших показателей, отражающих работу сердечно-сосудистой системы, уровень обменных и энергетических процессов в организме, оценки состояния центральной гемодинамики за счет применения физически и физиологически обоснованных расчетных формул.

Заявляется способ определения интегральных показателей состояния сердечно-сосудистой системы, заключающийся в том, что у испытуемого в состоянии покоя измеряют частоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД), вес и рост. После этого определяют общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС). Величина ОПСС пропорциональна диастолическому артериальному давлению (ДАД) — чем больше ДАД, тем больше ОПСС; временным интервалам между периодами изгнания (Тпи) крови из желудочков сердца — чем больше интервал между периодами изгнания, тем больше ОПСС; объему циркулирующей крови (ОЦК) — чем больше ОЦК, тем меньше ОПСС (ОЦК зависит от веса, роста и пола человека). ОПСС рассчитывают по формуле:

ОПСС=К·ДАД·(Тсц-Тпи)/Тпи,

где ДАД — диастолическое артериальное давление;

Тсц — период сердечного цикла, вычисляемый по формуле Тсц=60/ЧСС;

Тпи — период изгнания, вычисляемый по формуле [3, 5]:

Тпи=0,268·Тсц0,36≈Тсц·0,109+0,159;

К — коэффициент пропорциональности, зависящий от массы тела (МТ), роста (Р) и пола человека. К=1 у женщин при МТ=49 кг и Р=150 см; у мужчин при МТ=59 кг и Р=160 см. В остальных случаях К для здоровых испытуемых вычисляется по правилам, представленным в табл.1.

Таблица 1
Коэффициент пропорциональности (К) здоровых испытуемых
Женщины Мужчины
МТ≤49 кг К=(МТ·Р)/7350 МТ≤59 кг К=(МТ·Р)/9440
МТ>49 кг К=7350/(МТ·Р) МТ>59 кг К=9440/(МТ·Р)

МОК рассчитывается по уравнению:

МОК=Ср.Да·133,32·60/ОПСС,

где Ср.Да — среднее давление в аорте, вычисляемое по формуле:

Ср.Да=(САД+ДАД)/2;

133,32 — количество Па в 1 мм рт.ст.;

ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов (Па·мл-1·с).

В таблице 2 приведены примеры расчетов МОК (РМОК) по этому способу у 10 здоровых испытуемых в возрасте 18-23 лет, сопоставленные с величиной МОК, определенной с помощью неинвазивной мониторной системы «МАРГ 10-01» (Микролюкс, Челябинск), в основе работы которой лежит метод тетраполярной биоимпедансной реокардиографии (погрешность 15%).

Таблица 2.
Пол Р, См MT, кг ЧСС уд/мин САД мм рт.ст. ДАД мм рт.ст. МОК, мл РМОК, мл Отклонение %
ж 1 154 42 72 117 72 5108 5108 0
2 157 48 75 102 72 4275 4192 2
3 172 56 57 82 55 4560 4605 1
4 159 58 85 107 72 6205 6280 1
5 164 65 71 113 71 6319 6344 1
6 167 70 73 98 66 7008 6833 3
м 7 181 74 67 110 71 5829 5857 0,2
8 187 87 69 120 74 6831 7461 9
9 193 89 55 104 61 6820 6734 1
10 180 70 52 113 61 5460 5007 9
Среднее отклонение между величинами МОК и РМОК в этих примерах 2,79%

Отклонение расчетной величины МОК от ее измеренной величины по методу тетраполярной биоимпедансной реокардиографии у 20 здоровых испытуемых в возрасте 18-35 лет в среднем составило 5,45%. Коэффициент корреляции между этими величинами составил 0,94.

Отклонение рассчитанных величин ОПСС и МОК по данному методу от измеряемых величин может быть значительным лишь при существенной ошибке определения коэффициента пропорциональности К. Последнее возможно при отклонениях в работе механизмов регуляции ОПСС и/или при избыточных отклонениях от нормы МТ (МТ>>Р(см)-101). Однако погрешности определения ОПСС и МОК у этих пациентов могут быть нивелированы либо за счет введения поправки в расчет коэффициента пропорциональности (К), либо введением дополнительного поправочного коэффициента в формулу расчета ОПСС. Эти поправки могут быть как индивидуальными, т.е. основанными на предварительных измерениях оцениваемых показателей у конкретного пациента, так и групповыми, т.е. основанными на статистически выявленных сдвигах К и ОПСС у определенной группы пациентов (с определенным заболеванием).

Реализация способа осуществляется следующим образом.

Для проведения измерений ЧСС, САД, ДАД, веса и роста могут использоваться любые сертифицированные аппараты для автоматического, полуавтоматического, ручного измерения пульса, артериального давления, веса и роста. У испытуемого в состоянии покоя измеряют ЧСС, САД, ДАД, массу тела (вес) и рост.

После этого вычисляют коэффициент пропорциональности (К), необходимый для вычисления ОПСС и зависящий от массы тела (МТ), роста (Р) и пола человека. У женщин К=1 при МТ=49 кг и Р=150 см;

при МТ≤49 кг К=(МТ·Р)/7350; при МТ>49 кг К=7350/(МТ·Р).

У мужчин К=1 при МТ=59 кг и Р=160 см;

при МТ≤59 кг К=(МТ·Р)/9440; при МТ>59 кг К=9440/(МТ·Р).

После этого определяют ОПСС по формуле:

ОПСС=К·ДАД·(Тсц-Тпи)/Тпи,

где Тсц — период сердечного цикла, вычисляемый по формуле

Тсц=60/ЧСС;

Тпи — период изгнания, вычисляемый по формуле [3, 4]:

Тпи=0,268·Тсц0,36≈Тсц·0,109+0,159.

МОК рассчитывается по уравнению:

МОК=Ср.Да·133,32·60/ОПСС,

где Ср.Да — среднее давление в аорте, вычисляемое по формуле:

Ср.Да=(САД+ДАД)/2;

133,32 — количество Па в 1 мм рт.ст.;

ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов (Па·мл-1·с).

Реализация способа поясняется нижеприведенным примером.

Женщина — 34 г., рост 164 см, МТ=65 кг, пульс (ЧСС) — 71 уд./мин, САД=113 мм рт.ст., ДАД=71 мм рт.ст.

К=7350/(164·65)=0,689

Тсц=60/71=0,845

Тпи≈Тсц·0,109+0,159=0,845·0,109+0,159=0,251

ОПСС=К·ДАД·(Тсц-Тпи)/Тпи=0,689·71·(0,845-0,251)/0,251=115,8≈116 Па·мл-1·с

Ср.Да=(САД+ДАД)/2=(113+71)/2=92 мм рт.ст.

МОК=Ср.Да·133,32·60/ОПСС=92·133,32·60/116=6344 мл≈6,3 л

Отклонение этой рассчитанной величины МОК у данной испытуемой от величины МОК, определенной с помощью тетраполярной биоимпедансной реокардиографии, составило менее 1% (см. табл.2, испытуемая №5).

Таким образом, предложенный способ позволяет достаточно точно определять величины ОПСС И МОК.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вегетативные расстройства: Клиника, диагностика, лечение. / Под ред. А.М.Вейна. — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. — 752 с., с.57.

2. Зислин Б.Д., Чистяков А.В. Мониторинг дыхания и гемодинамики при критических состояниях. — Екатеринбург: Сократ, 2006. — 336 с., с.200.

3. Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М., 1965. 275 с., с.111.

4. Мурашко Л.Е., Бадоева Ф.С., Петрова С.Б., Губарева М.С. Способ интегрального определения показателей центральной гемодинамики. // Патент РФ №2308878. Опубликовано 27.10.2007.

5. Парин В.В., Карпман В.Л. Кардиодинамика. // Физиология кровообращения. Физиология сердца. В серии: «Руководство по физиологии». Л.: «Наука», 1980. с.215-240., с.221.

6. Филимонов В.И. Руководство по общей и клинической физиологии. — М.: Медицинское информационное агентство, 2002. — с.414-415, 420-421, 434.

7. Чазов Е.И. Болезни сердца и сосудов. Руководство для врачей. М., 1992, т.1, с.164.

8. Ctarr I// Circulation, 1954. — V.19 — P.664.

1. Способ определения интегральных показателей состояния сердечно-сосудистой системы, заключающийся в определении общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС) у здоровых испытуемых, включающий измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС), систолического артериального давления (САД), диастолического артериального давления (ДАД), отличающийся тем, что также измеряют массу тела (МТ, кг), рост (Р, см) для определения коэффициента пропорциональности (К), у женщин при МТ≤49 кг по формуле К=(МТ·Р)/7350, при МТ>49 кг по формуле К=7350/(МТ·Р), у мужчин при МТ≤59 кг по формуле К=(МТ·Р)/9440, при МТ>59 кг по формуле К=9440/(МТ·Р), величину ОПСС вычисляют по формуле
ОПСС=К·ДАД·(Тсц-Тпи)/Тпи,
где Тсц — период сердечного цикла, вычисляемый по формуле
Тсц=60/ЧСС;
Тпи — период изгнания, Тпи=0,268·Тсц0,36≈Тсц·0,109+0,159.

2. Способ определения интегральных показателей состояния сердечно-сосудистой системы, заключающийся в определении минутного объема крови (МОК) у здоровых испытуемых, отличающийся тем, что МОК рассчитывают по уравнению: МОК=Ср.Да·133,32·60/ОПСС,
где Ср.Да — среднее давление в аорте, вычисляемое по формуле
Ср.Да=(САД+ДАД)/2;
133,32 — количество Па в 1 мм рт.ст.;
ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов (Па·мл-1·с).

Минутный объем крови: формула. Сердечный индекс

Минутный объем крови, формула, по которой расчитывается этот показатель, а также другие важные моменты непременно должны быть в багаже знаний любого студента-медика, а тем более лиц, уже занимающихся врачебной деятельностью. Что это за показатель, как он влияет на здоровье человека, почему он важен для врачей, а также что от него зависит, — ответы на эти вопросы ищет каждый молодой человек или девушка, желающие поступить в медицинское учебное заведение. Именно эти вопросы освещены в настоящей статье.

Функция сердца

Выполнение основной функции сердца – доставка к органам и тканям определенного объема крови в единицу времени (объем крови за одну минуту), обусловленного состоянием самого сердца и условиями работы в системе кровообращения. Эта важнейшая миссия сердца изучается еще в школьные годы. Большинство из учебников по анатомии, к сожалению, немного рассказывают об этой функции. Сердечный выброс — производная ударного объема и скорости сердечных сокращений.

МО(СВ) = ЧСС х УО

Сердечный индекс

Ударный объем – показатель, который обусловливает размер и количество крови, изгоняемой желудочками за одно сокращение, его величина примерно равна 70 мл. Сердечный индекс — размер 60-секундного объема, пересчитанный на площадь поверхности человеческого тела. В покое его нормальная величина составляет около 3 л/мин/м2.

В норме минутный объем крови человека зависит от размеров тела. К примеру, сердечный выброс у лица женского пола весом 53 кг, несомненно, будет значительно ниже, чем у представителя сильного пола весом 93 кг.

В норме у мужчины весом 72 кг минутный объем сердца, прокачиваемый за минуту равен 5 л/мин., при нагрузке эта цифра может вырастать до 25 л/мин.

Что влияет на объем сердечного выброса?

Это несколько показателей:

  • систолический объем крови, поступающей в правое предсердие и желудочек («правое сердце»), и создаваемое ею давление – преднагрузка.
  • сопротивление, которое испытывает сердечная мышца в момент выброса очередного объема крови из левого желудочка – постнагрузка.
  • период и скорость сердечных сокращений и сократимость миокарда, которые изменяются под влиянием чувствительной и парасимпатической нервной системы.

Сократимость – способность генерировать сердечной мышцей усилие при любой длине мышечного волокна. Совокупность всех названных характеристик, конечно же, влияет на минутный объем крови, скорость и ритм, а также другие сердечные показатели.

Как регулируется этот процесс в миокарде?

Сокращение мышцы сердца происходит, если концентрация кальция внутри клетки становится более 100 ммоль, меньшее значение имеет восприимчивость сократительного аппарата к кальцию.

В периоде покоя клетки ионы кальция пробиваются внутрь кардиомиоцита через L-каналы мембраны, а также выделяются внутри самой клетки в ее цитоплазму из саркоплазматического ретиккулума. За счет двойного пути поступления этого микроэлемента концентрация его быстро увеличивается, и это служит началом сокращения сердечного миоцита. Такой двойной путь «зажигания» характерен только для сердца. Если не будет поступления внеклеточного кальция, то сокращения сердечной мышцы не будет.

Гормон норэпинефрин, который выделяется из окончаний симпатических нервов, повышает скорость сокращений и сократимость сердца, таким образом увеличивая сердечный выброс. Это вещество относится к физиологическим инотропным агентам. Дигоксин – это лекарственный инотропный препарат, который используют в определенных случаях для лечения сердечной слабости.

Ударный объем и давление наполнения

Минутный объем крови в левом желудочке, который формируется в окончании диастолы и основании систолы, зависит от эластичности мышечной ткани и конечного диастолического давления. Давление крови в правых отделах сердца связано с давлением венозной системы.

Когда нарастает конечное диастолическое давление, увеличивается сила последующих сокращений и ударный объем. То есть сила сокращения связана со степенью растяжения мышцы.

Ударный систолический объем крови из обоих желудочков предположительно равны. Если же выброс из правого желудочка будет превышать выброс из левого какое-то время, может развиться отек легких. Однако существуют защитные механизмы, в ходе действия которых рефлекторно, из-за увеличения растяжения мышечных волокон в левом желудочке увеличивается количество крови, изгоняемого из него. Это увеличение сердечного выброса предотвращает рост давления в легочном круге кровообращения и восстанавливает равновесие.

По такому же механизму происходит повышение выброса объема крови при физической нагрузке.

Этот механизм – усиление сердечного сокращения при растяжении мышечного волокна – называется законом Франка-Старлинга. Он является важным компенсаторным механизмом при сердечной недостаточности.

Действие постнагрузки

При повышении артериального давления или увеличении постнагрузки объем выбрасываемой крови тоже может вырастать. Это свойство было документально и экспериментально подтверждено уже много лет назад, что позволило внести соответствующие поправки в расчеты и формулы.

Если кровь из левого желудочка выбрасывается в условиях повышенного сопротивления, то на какое-то время объем остаточной крови в левом желудочке будет увеличиваться, повышается растяжимость миофибрилл, это увеличивает ударный объем, и как результат – повышается минутный объем крови сообразно правилу Франка-Старлинга. После нескольких таких циклов объем крови возвращается к исходному.
Автономная нервная система – внешний регулятор сердечного выброса.

Давление желудочкового наполнения, изменение частоты сердечных сокращений и сократимости могут изменить ударный объем. Центральное венозное давление и автономная нервная система являются факторами, управляющими сердечным выбросом.

Итак, мы рассмотрели понятия и определения, названные в преамбуле настоящей статьи. Надеемся, информация, представленная выше, будет полезна всем заинтересованным в озвученной теме людям.

Сердечный выброс крови из сердца: норма, диагностика и лечение

Сердечный выброс – одна из важнейших характеристик, позволяющих контролировать состояние сердечно-сосудистой системы. Под этим понятием подразумевается объем крови, нагнетаемый сердцем в сосуды за определенный интервал, измеряемый временным промежутком или сократительными движениями сердечной мышцы.

Объем крови, выталкиваемой сердцем в систему сосудов, определяется как минутный (МОК) и систолический, он же ударный (УО).

Минутный объем крови

Для определения МОК подсчитывается количество крови, прошедшей через одно из предсердий за 1 минуту. Характеристика измеряется в литрах или миллилитрах. Учитывая индивидуальность человеческого организма, а также разницу в физических данных, специалистами было введено понятие сердечный индекс (СИ). Эта величина высчитывается отношением МОК к общей площади поверхности тела, которая измеряется в квадратных метрах. Единица измерения СИ – л/мин. м².

При транспортировке кислорода по замкнутой системе кровообращение играет роль своеобразного ограничителя. Наибольший показатель минутного объема кровообращения, получаемый во время максимального мышечного напряжения, при сравнении с показателем, зафиксированным в обычных условиях, позволяет определить функциональный резерв сердечно-сосудистой системы и конкретно – сердца по гемодинамике.

Если человек здоров, гемодинамический резерв варьируется от 300 до 400%. Цифры информируют, что без опасения для состояния организма возможно трехкратное – четырехкратное повышение МОК, который наблюдается в состоянии покоя. У людей, систематически занимающихся спортом и хорошо развитых физически, этот показатель может превышать 700%.

При нахождении тела в горизонтальном положении и при этом исключена какая-либо физическая активность, МОК находится в диапазоне от 4 до 5,5(6) л/мин. Нормальный СИ при тех же условиях не покидает пределов 2–4 л/мин. м².


Взаимосвязь МОК с органами в состоянии покоя

Количество крови, заполняющей кровеносную систему нормального человека, равно 5–6 л. Для завершения полного кругооборота достаточно одной минуты. При тяжелой физической работе, увеличенных спортивных нагрузках показатель МОК обычного человека повышается до 30 л/мин, а у профессиональных спортсменов еще больше – до 40.

Кроме физического состояния, показатели МОК в значительной мере зависят от:

  • систолического объема крови;
  • частоты сердцебиения;
  • функциональности и состояния венозной системы, по которой кровь возвращается в сердце.

Систолический объем крови

Под систолическим объемом крови подразумевается количество крови, выталкиваемое желудочками в магистральные сосуды в промежуток одного сокращения сердца. На основе этого показателя делается вывод о силе и эффективности работы сердечной мышцы. Кроме систолического, эта характеристика часто называется ударным объемом или ОУ.


Систолический объем кровообращения исчисляется количеством крови, выталкиваемой сердцем в сосуды во время одного сокращения

В состоянии покоя и при отсутствии физических нагрузок за одно сокращение сердца к диастоле выталкивается 0,3–0,5 объема крови, заполняющей его камеру. Оставшаяся кровь является резервом, использование которого возможно в случае резкого повышения физической, эмоциональной или другой активности.

Оставшаяся в камере, кровь становится главным детерминантом, определяющим функциональный запас сердца. Чем больше резервный объем, тем большее количество крови может подаваться в кровеносную систему по мере необходимости.

Когда аппарат кровообращения начинает подстраиваться под определенные условия, систолический объем подвергается изменению. В процессе саморегуляции активное участие принимают экстракардиальные нервные механизмы. При этом основное воздействие оказывается на миокард, а точнее, на силу его сокращения. Снижение мощности сокращений миокарда влечет уменьшение систолического объема.

Для среднестатистического человека, тело которого находится в горизонтальном положении и не испытывает физического напряжения, нормально, если ОУ варьируется в пределах 70–100 мл.

Факторы, влияющие на МОК

Сердечный выброс – непостоянная величина, и факторов его изменения довольно много. Один из них – пульс, выражающийся частотой сердечных сокращений. В состоянии покоя и горизонтальном положении тела его средний показатель равен 60–80 ударам за минуту. Изменение пульса происходит под действием хронотропных влияний, а на силу действуют инотропные.

Повышение пульса ведет к увеличению минутного объема крови. Эти изменения играют важную роль в процессе ускоренной адаптации МОК к соответствующей ситуации. Когда на организм оказывается экстремальное воздействие, наблюдается увеличение сердечного ритма в 3 и более раз по сравнению с нормальным. Сердечный ритм изменяется под хронотропным влиянием, которое оказывают симпатические и блуждающие нервы на синоатриальный узел сердца. Параллельно с хронотропными изменениями сердечной деятельности на миокард могут оказываться инотропные влияния.

Системная гемодинамика также определяется работой сердца. Для вычисления этого показателя необходимо перемножить данные среднего давления и массы крови, которая нагнетается в аорту за определенный временной интервал. Результат информирует о том, как функционирует левый желудочек. Чтобы установить работу правого желудочка, достаточно полученную величину уменьшить в 4 раза.

Если показатели сердечного выброса не соответствуют норме и при этом не наблюдается внешних воздействий, то факт свидетельствует о ненормальной работе сердца, следовательно, о наличии патологии.

Сниженный сердечный выброс

Наиболее частыми причинами низкого сердечного выброса становится нарушения основных функций сердца. К ним относятся:

  • поврежденный миокард;
  • закупоренные коронарные сосуды;
  • ненормально работающие клапаны сердца;
  • тампонада сердца;
  • нарушенные метаболические процессы, происходящие в сердечной мышце.

В случае, когда при снижении сердечного выброса ткани перестают снабжаться питательными веществами, возможен кардиогенный шок

Основная причина, ведущая к уменьшению сердечного выброса, кроется в недостаточном количестве поступления венозной крови к сердцу. Этот фактор отрицательно сказывается на МОК. Процесс обусловлен:

  • уменьшением количества крови, задействованной в циркуляции;
  • снижением массы тканей;
  • закупоркой крупных вен и расширением обыкновенных.

Снижение количества циркулирующей крови способствует уменьшению МОК до критического порога. В сосудистой системе начинает ощущаться недостача крови, что отражается на ее возвращаемом количестве к сердцу.

При обмороках, вызванных нарушениями в нервной системе, мелкие артерии подвергаются расширению, а вены увеличиваются. Результатом становится понижение давление и, как следствие, недостаточный объем крови, поступающий в сердце.

Если сосуды, подающие кровь к сердцу, подвергаются изменениям, возможно их частичное перекрытие. Это сразу отражается на периферийных сосудах, которые не участвуют в поставке крови к сердцу. В результате уменьшенное количество крови, направляемой к сердцу, вызывает синдром малого сердечного выброса. Его основные симптомы выражаются:

  • падением артериального давления;
  • пониженным пульсом;
  • тахикардией.

Данный процесс сопровождается внешними факторами: холодным потом, малым объемом мочеиспускания и изменением цвета кожных покровов (бледность, посинение).

Окончательный диагноз ставится опытным кардиологом после тщательного изучения результатов анализов.

Повышенный сердечный выброс

Уровень сердечного выброса зависит не только от физических нагрузок, но и от психоэмоционального состояния человека. Работа нервной системы может снижать и увеличивать показатель МОК.

Спортивные занятия сопровождаются увеличением артериального давления. Ускорение метаболизма сокращает скелетные мышцы и расширяет артериолы. Этот фактор позволяет в необходимой мере поставлять в мышцы кислород. Нагрузки приводят к сужению крупных вен, учащению пульса и увеличению силы сокращений сердечной мышцы. Повышенное давление становится причиной мощного притока крови к скелетным мышцам.

Повышенный сердечный выброс чаще всего наблюдается в следующих случаях:

  • артериовенозной фистуле;
  • тиреотоксикозе;
  • анемии;
  • недостатке витамина B.

При артериовенозной фистуле артерия напрямую соединяется с веной. Данное явление носит название свища и представляется двумя видами. Врожденная артериовенозная фистула сопровождается доброкачественными образованиями на кожном покрове и может находиться на любом органе. В таком варианте она выражена эмбриональными свищами, не дошедшими до стадий вен или артерий.


Артериовенозная фистула

Приобретенная артериовенозная фистула образуется под действием внешнего влияния. Она создается, если возникла необходимость в гемодиализе. Нередко свищ становится результатом катетеризации, а также последствием хирургического вмешательства. Такая фистула иногда сопутствует проникающим ранениям.

Большая фистула провоцирует увеличенный сердечный выброс. Когда она принимает хроническую форму, возможна сердечная недостаточность, при которой МОК достигает критически высоких показателей.

Для тиреотоксикоза характерен учащенный пульс и повышенное артериальное давление. Параллельно с этим происходят не только количественные изменения крови, но и качественные. Повышению уровня тираксина способствует ненормальный уровень эритропатина и, как следствие, пониженная эритроцитарная масса. Результат – увеличенный сердечный выброс.

При анемии снижается вязкость крови и у сердца появляется возможность перекачивать ее в больших количествах. Это ведет к ускоренному кровотоку и учащенному сердцебиению. Ткани получают больше кислорода, соответственно, увеличивается сердечный выброс и МОК.


Недостаток витамин B1 – причина многих патологий

Витамин B1 участвует в кровеобразовании и благотворно сказывается на микроциркуляции крови. Его действие заметно сказывается на работе сердечных мышц. Недостача этого витамина способствует развитию болезни бери-бери, одним из симптомов которой является нарушенная скорость кровотока. При активном метаболизме ткани прекращают поглощать необходимые им питательные вещества. Организм компенсирует этот процесс расширением переферических сосудов. При таких условиях сердечный выброс и венозный возврат могут превысить норму в два и более раз.

Фракция и диагностика сердечного выброса

Понятие фракция выброса введено в медицину с целью определения производительности сердечных мышц в момент сокращения. Она позволяет определить, сколько крови было вытолкнуто из сердца в сосуды. Для единицы измерения выбран процентный показатель.

В качестве объекта наблюдения выбирается левый желудочек. Его непосредственная связь с большим кругом кровообращения позволяет точно определить сердечную недостаточность и выявить патологию.

Фракция выброса назначается в следующих случаях:

  • при постоянных жалобах на работу сердца;
  • болях в грудной клетке;
  • одышке;
  • частом головокружении и обмороках;
  • низкой работоспособности, быстрой утомляемости;
  • отечности ног.

Первоначальный анализ производится при помощи ЭКГ и ультразвуковой аппаратуры.

Норма фракции

Во время каждого систолического состояния сердце человека, не испытывающего повышенных физических и психоэмоциональных нагрузок, выбрасывает в сосуды до 50% крови. Если этот показатель заметно начинает снижаться, наблюдается недостаточность, которая свидетельствует о развитии ишемии, порока сердца, патологий миокарда и пр.


A – фракция в норме, B – фракция 45%

За норму фракции выброса принят показатель 55–70%. Его падение до 45% и ниже становится критическим. Для предупреждения негативных последствий такого снижения, особенно после 40 лет, необходимо ежегодное посещение кардиолога.

Если пациент уже имеет патологии сердечно-сосудистой системы, то в таком случае появляется необходимость определения индивидуального минимального порога.

После проведения исследования и сравнения полученных данных с нормой врачом ставится диагноз и назначается соответствующая терапия.

УЗИ не позволяет раскрыть полную картину патологии и, поскольку врач больше заинтересован в выявлении причины данного недуга, чаще всего приходится прибегать к дополнительным исследованиям.


Фракция сердечного выброса на УЗИ

Лечение низкого уровня фракции

Низкому уровню сердечного выброса обычно сопутствует общее недомогание. Для нормализации здоровья больному прописывается амбулаторное лечение. В этот период производится постоянный контроль работы сердечно-сосудистой системы, а сама терапия подразумевает прием медикаментозных препаратов.

В особо критических случаях возможно проведение хирургической операции. Этой процедуре предшествует выявление у пациента тяжелого порока или серьезные нарушения клапанного аппарата.

Хирургическое вмешательство становится неизбежным, когда низкий уровень сердечного выброса становится опасным для жизни пациента. В основном достаточно обыкновенной терапии.

Самостоятельное лечение и профилактика низкой фракции выброса

Чтобы нормализовать фракцию выброса, необходимо:

  • Ввести контроль над принимаемыми жидкостями, уменьшить их объем до 1,5–2 л в сутки.
  • Отказаться от соленых и острых блюд.
  • Перейти на диетические продукты.
  • Снизить физические нагрузки.

В качестве профилактических мер, позволяющих избежать отклонения от нормы фракции сердечного выброса, выступают:

  • отказ от вредных привычек;
  • поддержание режима дня;
  • употребление железосодержащей пищи;
  • зарядка и легкая гимнастика.

При малейших сбоях в работе сердца или даже подозрении на эти проявления необходимо незамедлительно показаться кардиологу. Своевременное выявление патологии значительно упрощает и ускоряет ее устранение.

Физиология, объем крови — StatPearls

Введение

Объем крови — это общее количество жидкости, циркулирующей в артериях, капиллярах, венах, венулах и камерах сердца в любое время. Компоненты, увеличивающие объем крови, включают эритроциты (эритроциты), лейкоциты (лейкоциты), тромбоциты и плазму. Плазма составляет около 60% от общего объема крови, в то время как эритроциты составляют около 40%, наряду с лейкоцитами и тромбоцитами [1]. Количество крови, циркулирующей внутри человека, зависит от его размера и веса, но средний взрослый человек имеет около 5 литров циркулирующей крови.У женщин, как правило, меньше объем крови, чем у мужчин. Однако во время беременности объем крови у женщины увеличивается примерно на 50% [2].

Объем крови строго регулируется и связан с несколькими системами органов. Кроме того, это тесно связано с содержанием натрия и статусом гидратации. Поддержание объема крови имеет решающее значение для нормального функционирования, так как это необходимо для постоянной перфузии тканей тела. Объем крови может быть увеличен или уменьшен из-за системной дисфункции. Изменения объема крови могут привести к различным клиническим сценариям, таким как гиповолемический шок или отек.

Существуют два уравнения для оценки объема крови с учетом пола, роста (H) и веса (W) пациента. Уравнение Надлера основано на работе доктора Аллена в 1962 году, в то время как уравнение Лемменса-Бернштейна-Бродского является более точным для более высоких диапазонов массы тела и индексов массы тела у пациентов без критических заболеваний.

Уравнение Надлера [3] :

Уравнение Лемменса-Бернштейна-Бродского [4] :

Участвующие системы органов

Множественные системы органов участвуют в производстве крови и регулировании ее объема.Эти системы взаимодействуют друг с другом для оптимального контроля объема крови.

Почечная система, а точнее почки, в первую очередь отвечает за регулирование объема крови. Основная функция почек — изменять растворенные вещества и содержание воды в крови посредством фильтрации, реабсорбции и секреции. Когда кровь проходит через клубочки почек, растворенные вещества и вода отфильтровываются в зависимости от множества сигнальных молекул. Затем, когда фильтрат проходит по канальцам, часть фильтрата реабсорбируется вместе с водой.Количество реабсорбированной воды и растворенных веществ — это то, что в первую очередь регулирует объем крови. Если объем крови слишком мал, реабсорбируется больше фильтрата; если объем крови слишком велик, реабсорбируется меньшее количество фильтрата. Почки также отвечают за секрецию эритропоэтина. Эритропоэтин — это белок, который сигнализирует костному мозгу о выработке красных кровяных телец. Следовательно, почка отвечает как за регулирование, так и за частичное производство объема крови.

Хотя кровь является компонентом сердечно-сосудистой системы, эта система вряд ли отвечает за ее регуляцию.Вместо этого сердечно-сосудистая система поддерживает артериальное давление для адекватной перфузии всех тканей тела. Эта система обнаруживает изменения в объеме крови и отражает их посредством повышения или понижения артериального давления. Уменьшение объема крови приводит к разрушению сосудов, пониженному давлению и, как следствие, пониженному перфузионному давлению. Сердечно-сосудистая система борется с низким объемом крови, сужая кровеносные сосуды до тех пор, пока организм не достигнет кровяного давления, которое восстанавливает надлежащее перфузионное давление. Объем крови и артериальное давление взаимосвязаны через почечную и кровеносную системы, в частности ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС).

Как упоминалось ранее, скелетная система отвечает за производство клеток крови, составляющих объем крови. По сигналу эритропоэтина костный мозг создает эритроциты, которые в конечном итоге попадают в кровоток. Лейкоциты, составляющие небольшую часть общего объема крови, также производятся костным мозгом при стимуляции колониестимулирующими факторами, высвобождаемыми зрелыми лейкоцитами. Наконец, нервная система помогает регулировать объем крови, взаимодействуя со всеми тремя другими системами.Он отвечает за некоторые раздражители на уровне клубочков и за сужение кровеносных сосудов за счет активности симпатических нервов.

Функция

Объем крови необходим для поддержания адекватной перфузии всех тканей тела. Почти все клетки в организме нуждаются в пополнении питательных веществ и в системе удаления отходов, которые обеспечивает кровь. Когда ткань теряет кровоснабжение, возникает ишемия, которая через некоторое время может привести к инфаркту.В зависимости от расположения этой ткани инфаркт может иметь фатальный эффект. Инфаркт сердца — это инфаркт миокарда; инфаркт мозговой ткани — это инсульт.

Объем крови также влияет на поддержание осмоляльности организма. Осмоляльность относится к балансу растворенных веществ и воды в растворе, в данном случае в крови. Правильно функционирующая система поддерживает осмоляльность от 275 до 295 мОсм / кг воды за счет воздействия воды и натрия, прежде всего в почках.[5] Когда один из этих двух значений отличается от стандартного диапазона, осмоляльность плазмы изменяется и может увеличиваться или уменьшаться объем плазмы. Изменение осмоляльности плазмы приводит к дисбалансу между внутриклеточными и внеклеточными компартментами. Этот дисбаланс может вызвать попадание или выход воды из клеток. В целом это может значительно увеличить или уменьшить объем крови. Увеличение объема крови называется гиперволемией, а уменьшение объема крови — гиповолемией.

Клиническая значимость

Увеличение и уменьшение объемов крови сопровождается клиническими осложнениями.Гиповолемия может возникать в результате кровотечения, истощения запасов натрия, потери воды и потери плазмы. Обезвоживание также может вызвать уменьшение объема крови, но происходит только из-за нехватки воды. Это два разных термина из-за их влияния на осмоляльность плазмы, но оба приводят к уменьшению объема крови. [6] Гиповолемия классифицируется как стадии гиповолемического шока, которые можно увидеть в таблице ниже с соответствующими жизненными показателями для каждой стадии [7]. Лечение гиповолемического шока зависит от осмоляльности пациента, и вводятся соответствующие изотонические, гипертонические или гипотонические жидкости.Гиповолемию можно контролировать у госпитализированного пациента с помощью определения частоты сердечных сокращений, систолического артериального давления или устройств для измерения центрального венозного давления [8]. Когда объем крови падает, регулирующие механизмы увеличивают пульс и частоту дыхания, пытаясь восстановить нормальную перфузию при снижении артериального давления.

Гиперволемия возникает при увеличении объема крови и может возникать в результате почечной недостаточности, застойной сердечной недостаточности, печеночной недостаточности, чрезмерного потребления натрия или любой другой дисфункции регуляции натрия.[8] Кроме того, длительная гипертензия может привести к повреждению почек, что в конечном итоге приведет к дисбалансу жидкости. Когда натрий задерживается в организме, вода тоже. Это удержание приводит к увеличению плазмы и, следовательно, к увеличению объема крови. Неконтролируемая гиперволемия приводит к накоплению жидкости в различных полостях тела и других внеклеточных пространствах. Асцит, отек легких и отек — все это возможные результаты гиперволемии.

Рисунок

Таблица объема крови. Предоставлено Рагавом Шармой

Ссылки

1.
Thibault L, Beauséjour A, de Grandmont MJ, Lemieux R, Leblanc JF. Характеристика компонентов крови, полученных из донорской цельной крови после 24-часовой выдержки с использованием метода обогащенной тромбоцитами плазмы. Переливание. 2006 август; 46 (8): 1292-9. [PubMed: 16934062]
2.
Hytten F. Изменения объема крови при нормальной беременности. Clin Haematol. 1985 Октябрь; 14 (3): 601-12. [PubMed: 4075604]
3.
Надлер С.Б., Идальго Дж. Х., Блох Т. Прогнозирование объема крови у нормальных взрослых людей.Операция. 1962 Февраль; 51 (2): 224-32. [PubMed: 21936146]
4.
Lemmens HJ, Bernstein DP, Brodsky JB. Оценка объема крови у пациентов с ожирением и патологическим ожирением. Obes Surg. 2006 июн; 16 (6): 773-6. [PubMed: 16756741]
5.
Расули М. Основные концепции и практические уравнения осмоляльности: Биохимический подход. Clin Biochem. 2016 август; 49 (12): 936-41. [PubMed: 27343561]
6.
Bhave G, Neilson EG. Истощение объема против обезвоживания: как понимание разницы может помочь в терапии.Am J Kidney Dis. 2011 август; 58 (2): 302-9. [Бесплатная статья PMC: PMC4096820] [PubMed: 21705120]
7.
Gutierrez G, Reines HD, Wulf-Gutierrez ME. Клинический обзор: геморрагический шок. Crit Care. 2004 Октябрь; 8 (5): 373-81. [Бесплатная статья PMC: PMC1065003] [PubMed: 15469601]
8.
Креймейер У. Патофизиология жидкостного дисбаланса. Crit Care. 2000; 4 Приложение 2: S3-7. [Бесплатная статья PMC: PMC3226173] [PubMed: 11255592]

% PDF-1.3 % 8 0 объект >>> / BBox [0 0 578.88 770,88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 4 0 obj >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 9 0 объект >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 6 0 obj >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 3 0 obj >>> / BBox [0 0 578.88 770,88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 7 0 объект >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 5 0 obj >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 1 0 объект >>> / BBox [0 0 578.88 770.88] / Длина 115 >> поток x% ̱05Q + đ˽ @ # b \ k̍QCF83΢ * HUqQ = ƤS? Y * 4 =} GnHpioe_iw [/ Z конечный поток эндобдж 11 0 объект > поток iText 4.2.0, автор 1T3XT2021-10-23T21: 27: 27-07: 00 конечный поток эндобдж 12 0 объект > поток x +

Измерение объема крови с использованием сердечно-сосудистого магнитного резонанса и ферумокситола: доклиническая проверка | Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса

Животные

Все процедуры были одобрены институциональным комитетом по уходу и использованию животных и выполнялись в соответствии с руководящими принципами NIH.Свиньям ( N = 6 Юкатан, 35–50 кг, S&S Farms, США) предварительно вводили глюкокортикоиды и антигистаминные препараты [20, 21]. Анестезия поддерживалась механической вентиляцией легких и ингаляционным изофлураном, а эуволемия восстанавливалась после ночного голодания с использованием изотонического солевого раствора 10–15 мл / кг за 20 минут до измерения объема крови. Оболочки бедренной артерии и венозной бедренной кости вводили чрескожно.

Релаксивность ферумокситола в крови in vitro

CMR была выполнена в 1.5 T (Aera, Siemens Healthineers, Эрланген, Германия) с использованием двух стандартных корпусов. Продольная релаксивность r 1 была охарактеризована до исследования повторяемости на образце йоркширской свиньи. Серию разведений ферумокситола (0,10–1,72 мМ) в 50 мл гепаринизированной свиной крови на горячей водяной бане (35–41 ° C) охарактеризовали с помощью измерений T 1 с использованием однократного сбора данных с восстановлением SAturation-recovery ( SASHA) с 11 экспоненциально разнесенными временами насыщения в диапазоне от 100 до 10000 мс и смоделированным сердечным интервалом в 1 с (параметры сбора данных ниже).

Ферумокситол Измерение объема крови in vivo

Два последовательных сеанса визуализации проверяли повторяемость измерения объема крови при эуволемии. На основании целевого постконтрастного T 1 примерно 300 мс для оптимальной точности и прецизионности измерения T 1 [11], животные получали 0,7 мг / кг (0,011 мМ / кг) ферумокситола, разведенного в 50 мл физиологического раствора вводится медленно ~ 0,4 мл / сек. Поскольку элиминация ферумокситола из крови происходит быстрее при более низких концентрациях [19], каждое животное визуализировали в течение часа, чтобы охарактеризовать результирующее изменение T 1 .Трем животным был проведен дополнительный сеанс визуализации при сниженной дозе ферумокситола ( N = 1 при 10%, 20% или 50% дозы 0,7 мг / кг). Между последовательными сеансами визуализации было 3–4 дня. Для каждого сеанса визуализации общий объем крови сравнивался с использованием методов повторного дыхания как CMR, так и оксидом углерода (CO) [22].

Измерение объема крови окиси углерода in vivo

Эталонный объем крови измеряли с использованием абсорбции CO через дыхательный аппарат, сконструированный в соответствии с методами, предложенными Schmidt et al.[22]. Три исходных образца были взяты из бедренной артерии и проанализированы на карбоксигемоглобин (COHb) с использованием анализатора газов крови (Avoximeter 4000, Accriva Diagnostics, Werfen Company Bedford, Massachusetts, USA).

После базовых измерений в дыхательный аппарат вводили объем CO 1 мл / кг (макс. 50 мл) и сжимали резервуар для имитации однократного вдоха, удерживаемого в течение 10 с. Затем животных проветривали вручную в течение 2 минут перед тем, как вернуться к нормальной вентиляции с использованием трехходового крана.Для измерения COHb брали пробы крови через 6, 7 и 8 минут после введения CO.

Повторное дыхание CO позволяет оценить объем крови V кровь на основе определения V CO , объема CO, введенного посредством повторного дыхания [22]:

$$ {V } _ {кровь} = {V} _ {CO} \ frac {K \ ast 100} {\ left [Hb \ right] \ ast \ Delta \% \ left [COHb \ right] \ ast {n} _H}, $

(1)

, где K — поправочный коэффициент по закону Бойля для стандартной температуры и давления, концентрация гемоглобина дается как [ Hb ] в г / л, а кислородная емкость гемоглобина дается числом Хюфнера, n H = 1.31 мл / г [23]. Изменение концентрации COHb, % [ COHb ], рассчитывается исходя из средней базовой линии и среднего значения за 6-8 минут после введения CO.

Для учета систематических потерь в общем объеме После введения монооксида углерода ( V CO ) были внесены следующие исправления. Во-первых, предполагалась потеря 1% из-за сродства CO к Hb. Во-вторых, были внесены поправки на объем CO, не введенный при повторном дыхании, и на объем, выдыхаемый в воздух после повторного дыхания, как подробно описано Schmidt et al.[22]. Объем остаточного CO в спирометре оценивался как произведение объема аппарата для повторного дыхания и концентрации CO ([ CO ]) в мешке для повторного дыхания, определенной с помощью монитора CO (Dräger Pac 3500, Dräger, Любек, Германия. ). Средний измеренный объем дыхательного мешка составил 2,7 ± 0,3 л, объем, измеренный спирометром, составил 0,04 л, а объем легких свиньи был принят равным 1 л [24]. Объем CO, удаляемый организмом, оценивался по среднему значению [ HbCO ] за 6–8 минут, используя предыдущий вывод о том, что концентрация COHb связана с CO с истекшим сроком годности (CO с истекшим сроком годности = 5.09 [ COHb ] + 2,34 ppm [25]), и предполагая, что скорость альвеолярной вентиляции составляет 5 л / мин [22], и среднее время забора крови (7 минут) в качестве времени измерения.

Количественное определение объема крови с помощью ферумокситола

Общий объем циркулирующей крови V кровь можно оценить по объему крови в плазме V плазма , используя изменение скорости продольной релаксации R 1 = 1/ T 1 после введения контрастного вещества (CA) в сочетании с гематокритом.Изменение скорости релаксации в ответ на инфузию CA определяется как:

$$ {R} _1 (t) = {R} _ {1, \ varnothing} + {r} _i \ left [CA \ right] $

(2)

, где R 1, ∅ представляет собой собственную скорость продольной релаксации до контраста, r 1 представляет собой релаксирующую способность агента (мМ — 1 с — 1 ), а [ CA ] — концентрация в мМ. R 1 ( т ) уменьшается до R 1, экспоненциально по мере удаления агента из обращения.{\ prime} (t) = \ frac {r_1 {n} _ {Fe}} {\ Delta {R} _1 (t)}, $$

(3)

, где ∆R 1 ( т ) = R 1 ( т ) — R 1, ∅ , и n Fe — сумма железо в миллимолях. Хотя n Fe зависит от времени, поскольку ферумокситол извлекается из циркуляции, он считается постоянным, поскольку изменяющаяся концентрация CA измеряется в пределах R 1 ( t ).Введенное количество железа ( n Fe ) определяется как произведение концентрации железа в ферумокситоле (30 мг / мл), молярной массы железа (55,845 г / моль) и введенного объема ферумокситола в мл. Последовательные измерения R 1 ( t ) могут быть использованы для расчета V ( t ) с использованием уравнения. {\ prime} (t) = {V} _ {плазма} \ exp \ left (\ raisebox {1ex} {$ t $} \! \ Left / \! \ Raisebox {-1ex } {$ \ tau $} \ right.{\ prime} (t) \ right) = \ log \ left ({V} _ {плазма} \ right) + t / \ tau, $$

(5)

, таким образом, V плазма может быть определена из точки пересечения оси y. Общий объем крови V крови можно рассчитать путем нормализации V плазмы по гематокриту Hct , соотношению объема эритроцитов V RBC к V плазма :

$$ {V} _ {кровь} = {V} _ {плазма} + {V} _ {RBC} $$

(6)

$$ {V} _ {кровь} = \ frac {V_ {плазма}} {1- Hct} $$

(7)

Следовательно, кровь T 1 измерения до и после ферумокситола могут быть использованы для оценки V крови .

Протокол CMR

Все измерения SASHA T 1 были получены в 4-камерной ориентации, чтобы максимизировать количество пикселей пула крови как в левом желудочке (LV), так и в правом желудочке (RV) в конце диастолы. Для измерения коэффициента вариации в R 1 были получены пять карт T 1 перед контрастом, и среднее из них было взято для базового измерения R 1, ∅ . Постконтрастный T 1 карт впоследствии были получены каждые 2 минуты до 60 минут, давая ~ 28 T 1 измерений.Параметры визуализации SASHA при задержке дыхания: TE / TR 1,01 / 2,02 мс, FOV 360 × 270 см; полученное разрешение 1,88 × 2,50 мм, реконструированное разрешение 1,88 × 1,88 мм, толщина среза 8 мм, фактор ускорения 3 [26]. В настроенном протоколе SASHA использовалось 17 изображений для двухпараметрической аппроксимации T 1 : начальное «равновесное» изображение без импульса насыщения с последующей подготовкой к насыщению и визуализацией в последовательных сердечных сокращениях: 8 каждого со временем насыщения 200 и 400 мс [27].

Анализ изображений

Интересующие области (ROI) были нарисованы вручную в пределах LV и RV для всех карт T 1 (обычно ~ 150/60 пикселей для LV / RV), а ROI миокарда были нарисованы на исходном уровне. , 4, 20 и 60 мин.Объем плазмы и период полураспада ферумокситола были подогнаны от 20 до 60 мин, используя уравнение. 5, а оценка коэффициента детерминации ( r 2 ) была проведена в Matlab (Mathworks, Натик, Массачусетс, США). V кровь рассчитывалась по формуле. 7 и нормализованы по массе животного, чтобы получить окончательную оценку в мл / кг.

Сокращенные протоколы

Эталонный сбор данных для оценки объема крови: 26 измерений (5 до и 21 после контрастирования) в течение 60 мин.Мы используем эти данные вместе с симуляциями Монте-Карло для разработки 3 оптимизированных сокращенных стратегий сбора данных, различающихся объемом данных, временным интервалом и точностью. Единое базовое измерение T 1 использовалось для моделирования данных и данных in vivo.

  • Протокол № 1 (1 пост-контрастное измерение T 1 ) представляет собой простейшую схему, в которой одно измерение T 1 через 4 минуты после контрастирования используется для оценки объема крови (аналогично Pannek , и другие.[11]). V кровь определяется непосредственно из уравнения. (3) после поправки на гематокрит. Протокол №1 игнорирует любую временную зависимость вымывания контраста и направлен на сбор данных на самом раннем этапе после введения, сводя к минимуму общий временной интервал измерения.

  • Протокол № 2 (4+ пост-контрастных T 1 измерений) получает возрастающее количество последовательных T 1 измерений, начиная с 20, 22 и 24 минут после инфузии.Дополнительные данные позволяют выполнить подгонку, обеспечивая более высокую точность за счет промежутка времени.

  • Протокол № 3 (4 пост-контрастных T 1 измерения) использовал 3 последовательных измерения (через 20, 22 и 24 мин), привязанных к задержанному измерению, полученному между 30 и 60 минутами. Точность подгонки повышается за счет увеличения промежутка времени выборки за счет рабочего процесса.

Мы также моделируем протокол с синхронизацией, подходящей для людей.Смоделированные «человеческие» протоколы (3+ пост-контрастных T 1 измерений) состояли из измерений каждые 2 мин до 20 мин. Эта модель предполагала, что острые измерения будут возможны у людей, учитывая ожидание толерантности к ферумокситолу.

Для оптимизации трех стратегий сбора данных использовалось моделирование методом Монте-Карло. Кривая восстановления модели T 1 , охватывающая 60 минут после контрастирования, была создана на основе наблюдений в экспериментах in vivo (Таблица 1 и 2): T 1, ∅ = 1600 мс, сразу после контрастирования T 1 = 230 мс, период полураспада ферумокситола = 3.4 ч, v Fe = 1,0 мл и r 1 = 18 мМ — 1 с — 1 . Каждое моделирование выполнялось 10 000 раз со стандартным отклонением T 1 , равным 0,6% (взято из экспериментального коэффициента вариации), полученные кривые были отобраны и подогнаны по формуле. (5). Стандартное отклонение объемов плазмы \ (\ left ({\ sigma} _ {V_ {плазма}} \ right) \) и степень соответствия ( r 2 ) регистрировались для каждого протокола.

Таблица 1 Значения T 1 (среднее ± стандартное отклонение, n = 12) на исходном уровне и после введения дозы 0,7 мг / кг ферумокситола в течение всего протокола измерения для пула крови LV, пула крови RV и ткань миокарда (myo) из исследования повторяемости

Три протокола были идентифицированы с помощью моделирования методом Монте-Карло и сравнивались с измерениями объема плазмы in vivo с использованием корреляции и анализа Бланда-Альтмана.

Статистический анализ

Коэффициенты вариации (CV) и коэффициенты повторяемости (RC) были рассчитаны для различий в нормализованных объемах крови между повторными эуволемическими сеансами и для исходного уровня T 1 , используя следующие уравнения:

$$ CV = 100 \% \ frac {\ mu} {\ sigma} $$

(8)

$$ RC = 1.2} {n-1}} \ \ frac {100 \%} {\ mu} $$

(9)

, где данные x i , составленные из измерений n , имели среднее значение μ и стандартное отклонение σ . Точность метода CMR объема крови сравнивали с эталонными измерениями с использованием CO с помощью непараметрического парного теста (Wilcoxon) в дополнение к линейной регрессии и анализу Bland-Altman. Период полувыведения низких доз и объемы крови сравнивали со стандартной дозой с использованием U-теста Манна-Уитни.

Сколько на самом деле содержится в вашем теле?

Количество крови в вашем теле зависит от вашего возраста и размера. У всех разная сумма. Человек может позволить себе потерять определенную сумму, не нанося никакого вреда организму.

По оценкам ученых, объем крови человека составляет примерно 7 процентов от веса тела. Средний взрослый человек с массой от 150 до 180 фунтов будет содержать приблизительно от 1,2 до 1,5 галлона (от от 4,7 до 5,5 литров ) крови.

Кровь: объем зависит от пола и веса

В теле среднего взрослого человека содержится от 9 до 12 пинт крови.

Объем тела человека будет варьироваться в зависимости от его размера и других факторов, но средние количества следующие:

  • У женщины среднего роста около 9 пинт.
  • У мужчины среднего роста около 12 пинт.
  • У младенца 75–80 миллилитров на килограмм (мл / кг) веса тела.
  • У ребенка от 70 до 75 мл на кг массы тела.

Объемный тест может измерить количество в организме человека. Врач может использовать этот тест для диагностики таких состояний, как анемия.

Кровь: сколько вы можете позволить себе потерять?

Стандартная сумма, которую вы берете, когда человек делает пожертвование, составляет 1 пинту. Это примерно одна десятая часть крови в организме, и ее можно безопасно терять. Американский Красный Крест советует человеку подождать 8 недель между сдачей пожертвований.

Сильное кровотечение может быть опасным. Когда человек теряет около одной пятой объема крови, он может впасть в шок.

С медицинской точки зрения, шок означает, что к тканям тела поступает недостаточное количество кислорода. Низкий уровень кислорода может вызвать повреждение мозга и других органов.

Глубокая рана или порез на вене или рядом с ней, например на запястье или шее, может сильно кровоточить. Раны головы также могут привести к значительным потерям.

Человеку с сильным кровотечением потребуется медицинская помощь.Немедленное лечение первой помощи:

  • заставить человека сесть или лечь
  • по возможности приподнять травмированный участок тела
  • надавите на рану, чтобы замедлить кровотечение

Кровь: обильное кровотечение

Если у кого-то сильное кровотечение, тело будет меньше направлять на кожу, пальцы рук и ног для защиты жизненно важных органов. Человек, который много теряет, может выглядеть бледным или почувствовать онемение пальцев.

Сердце ускоряется, чтобы перекачивать оставшуюся в организме кровь к внутренним органам. Давление обычно падает, когда организм пытается остановить отток крови.

После того, как человек потерял определенную сумму, он может упасть в обморок.

Переливание крови — это медицинская процедура, которую передают тому, кто в ней нуждается. Это может быть связано с тем, что человек потерял много крови или имеет заболевание, влияющее на кровь, например рак и серповидно-клеточную анемию.

Переливания считаются очень безопасными процедурами и часто спасают жизнь.

Кровь: сколько ежедневно вырабатывается организмом?

В организме вырабатывается около 2 миллионов эритроцитов в секунду. Клетки развиваются из стволовых клеток костного мозга. Стволовые клетки — это тип клеток, которые могут создавать другие клетки. Этот процесс происходит постоянно на протяжении всей жизни человека.

Кровь состоит из разных частей. Каждая часть играет свою роль в поддержании здоровья.

  • Красные клетки переносят кислород и углекислый газ.
  • Белые клетки помогают защитить организм от болезней и инфекций.
  • Тромбоциты помогают остановить кровотечение.
  • Плазма — это жидкость, переносящая другие части крови. Он также помогает при свертывании и поддерживает иммунную систему.

Замена этих различных деталей требует разного времени. Однако организму требуется всего около 24 часов, чтобы восполнить потерянную плазму.

Организму требуется больше времени, чтобы вырабатывать больше эритроцитов, обычно от 4 до 6 недель.

Эритроциты получают свой цвет от гемоглобина. Гемоглобин содержит железо, поэтому, когда человек жертвует, часть этого железа теряется. Для восстановления нормального уровня может потребоваться от 6 до 12 недель.

Тело хранит железо и будет использовать часть этого накопленного железа после пожертвования. Однако человеку необходимо заменить это железо, поэтому он должен обязательно есть много продуктов, богатых железом, после любой кровопотери.

Около 55 процентов состоит из плазмы, а плазма на 90 процентов состоит из воды. Также важно пить много жидкости после сдачи крови, чтобы восполнить утраченное.

Объем плазмы, объем клеток, общий объем крови и фактор F у землеройки

Abstract

В данном исследовании физиологические значения объемов плазмы, клеток, общей крови и факторов крови F были определены у 24 взрослых землероек (Tupaia belangeri; 12 самцов и 12 самок; средний BW 123,9 ± 19,19 г). . Метод двухкомпонентной модели красителя Evans Blue использовали для получения объема плазмы, а венозный гематокрит измеряли методом микрогематокрита.Чтобы установить связь между массой тела (BW) и объемом крови землероек, мы выполнили линейную аппроксимацию этих двух наборов данных. Результаты были проанализированы в зависимости от пола и веса (<120 г против> 120 г). Статистическая значимость оценивалась с помощью непарного t-критерия Стьюдента и однофакторного дисперсионного анализа. Средние объемы плазмы, эритроцитов (эритроцитов) и общей крови на 100 г массы тела составляли 5,42 ± 0,543, 3,24 ± 0,445 и 8,66 ± 0,680 мл соответственно. Средний гематокрит тела, гематокрит сердца, гематокрит яремной вены, гематокрит бедренной вены и гематокрит хвостовой вены составил 37.43 ± 4,096, 39,72 ± 3,219, 43,04 ± 4,717, 40,84 ± 3,041 и 38,71 ± 3,442% соответственно. Сердечная вена F составляла 0,94 ± 0,072, яремная вена F 0,88 ± 0,118, бедренная вена F 0,92 ± 0,111 и хвостовая вена F 0,97 ± 0,117. Объем крови (мл) составлял 85,89 · 103 × BW (кг). Это первое исследование, в котором представлены параметры объема плазмы, объема клеток, общего объема крови и фактора F, а также исходные данные для будущих исследований физиологии крови лесных землероек.

Образец цитирования: Xia W, Huang Z-j, Guo Z-l, Feng Y-w, Zhang C-y, He G-y, et al.(2020) Объем плазмы, объем клеток, общий объем крови и фактор F у землероки. PLoS ONE 15 (9): e0234835. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234835

Редактор: Юн-Ган Яо, Институт зоологии Куньмин Китайской академии наук, КИТАЙ

Поступила: 2 июня 2020 г .; Одобрена: 18 августа 2020 г .; Опубликовано: 3 сентября 2020 г.

Авторские права: © 2020 Xia et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 81760189 для GH и грант № 81760188 для AT) и инновационным проектом последипломного образования Гуанси (грант № YCBZ2020050) для WX и Программа обучения студентов колледжа инновациям и предпринимательству (грант № 201910598142) для ZH. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Землеройка — небольшое, похожее на белку млекопитающее с массой взрослой особи 120–150 г, в основном распространенное в Юго-Восточной Азии. Раньше его считали низшим приматом из-за его уникального родства с приматами [1,2]. Поэтому он считается отличной моделью на животных и широко используется в биомедицинских исследованиях [3–6]. Объем крови является важным физиологическим показателем [7], при операциях по забору крови у землероек необходимо рассматривать объем крови как один из измеряемых параметров.Однако в настоящее время нет сообщений об объеме крови у землероек.

Объем крови — это сумма объема клеток крови и объема плазмы в системе кровообращения [8]. Теоретически точное значение объема крови может быть получено путем одновременной маркировки плазмы и эритроцитов (эритроцитов) и последующего измерения их объемов. На практике объем крови у мелких животных невелик, в то время как для экспериментального метода двойной метки требуется большое количество крови.Чрезмерная кровопотеря у мелких животных может вызвать изменения гемодинамики и состава крови. Это могло повлиять на результаты измерений и даже привести к гибели животных и прекращению эксперимента [9]. Поэтому для экспериментальных животных с маленьким телом целесообразно измерять объемы плазмы и эритроцитов, а также рассчитывать объем крови в сочетании с гематокритом.

Хотя обычно считается, что метод радионуклидной маркировки может обеспечить точные результаты измерений [10], он дорог и оказывает пагубное воздействие на окружающую среду и здоровье исследуемых животных.Метод красителя Evans Blue (T-1824) дешевле и позволяет избежать радиоактивности радионуклидов, что делает его более безопасным для окружающей среды и здоровья людей. Что касается измерения в плазме, исследования показали, что результат маркировки сывороточного альбумина йодом 131 (меченый 131I) согласуется с методом окрашивания синим Эвансом [7,9]. Метод красителя Evans Blue широко используется для измерения объема плазмы у животных [9,11–15] и людей [16–21].

На точность метода красителя Evans Blue для измерения объема плазмы влияет равномерное время смешивания красителя в крови и скорость утечки красителя в кровеносные сосуды [17,22].У более крупных экспериментальных животных можно использовать логарифмически линейный метод, чтобы преодолеть эту трудность, сдвинув кривую смешивания красителя до нулевой точки (во время инъекции) посредством непрерывного отбора проб крови. Однако у небольших экспериментальных животных повторный сбор крови может повлиять на общий объем крови, делая результаты более неточными. Поэтому в большинстве предыдущих исследований использовался одноточечный метод для забора крови у мелких животных через 5–10 минут после инъекции красителя [9,12–15]. Richalet et al. создали двухкамерную модель для измерения емкости плазмы у мелких экспериментальных животных с использованием метода синего красителя Эванса [20].По сравнению с логарифмически линейным методом и одноточечным методом двухкомпонентная модель дала более точные результаты и одновременно оценивала скорость утечки красителя [20].

Не сообщалось об исследованиях гематокрита у землероек, таких как объем крови. Средний гематокрит всего тела обычно меньше, чем у образцов крови, взятых из вен или артерий [9,24]. Кроме того, гематокрит в разных местах забора крови варьируется из-за влияния гемодинамики [9,23–25].Следовательно, средний гематокрит тела / гематокрит вен (фактор F) должен быть правильным, чтобы гарантировать получение точных результатов при использовании объема клеток крови или объема плазмы для оценки общего объема крови. В этом исследовании изучали объем крови землероек с использованием двухкомпонентной модели, рассчитывали фактор F венозной крови в различных местах обитания землероек, чтобы обеспечить справочную информацию для соответствующих исследований объема крови землероек в будущем.

Материалы и методы

Заявление об этике

Протоколы, использованные в этом исследовании, были одобрены Комитетом по этике животных Медицинского университета Гуанси (номер одобрения: 201911062).Протоколы экспериментов строго следовали Руководящим принципам использования и ухода за экспериментальными животными, выпущенным Министерством науки и технологий Китая.

Животные

Всего в Институте зоологии Куньмин Китайской академии было приобретено 24 землеройки чистого сорта (Tupaia belangeri; самцы = 12 и самки = 12; средний возраст 1 год ± 3 месяца; средний вес 123,9 ± 19,19 г). наук. Землеройки выращивали в одиночной клетке (35 см × 25 см × 30 см, длина, ширина, высота соответственно), с помещением для сна в каждой клетке (15 см × 12 см × 12 см, длина , ширина, высота соответственно).Землероек содержали в контролируемых условиях температуры (23 ~ 25 ° C), относительной влажности (40 ~ 50%) и 12-часового цикла свет / темнота.

Протокол эксперимента

Землероек кормили стандартной пеллетной диетой, и корм меняли каждое утро, чтобы он оставался свежим. Животных не кормили в течение 12 часов до начала эксперимента, чтобы предотвратить увеличение мутности плазмы избыточными липидами крови. Землероек анестезировали 1% пентобарбиталом натрия (Solarbio Science & Technology Company, Пекин, Китай) в дозе 60 мг / кг, и брюшную полость фиксировали вверх на столе для препарирования.Разрез делали параллельно средней линии на расстоянии примерно 1,0 см от левой и правой сторон средней линии шеи. Кожа разделялась слой за слоем под микроскопом (BX51 WI, Olympus, Токио, Япония), чтобы избежать повреждения кровеносных сосудов, до тех пор, пока не были обнажены двусторонние яремные вены (рис. 1A). После первоначального сбора крови (100 мкл, нулевое время, T0) 100 мкл 2% красителя Evans Blue (Sigma, Мюнхен, Германия) медленно вводили в правую яремную вену с помощью шприца на 1 мл с иглой 30G и еще одного шприца на 1 мл. иглой 30G вводили в левую яремную вену для забора крови.Шприц ополаскивали 300 мкл физиологического раствора, чтобы гарантировать, что все растворы красителей были введены в землероку. Были использованы отдельные контейнеры для инъекций и отбора проб, чтобы избежать загрязнения образца остаточными красителями.

Через 2, 4 и 6 минут (T2, T4, T6) после инъекции был проведен забор крови и тщательно записан извлеченный объем (в пределах 100–150 мкл). Образцы крови центрифугировали при 1900 g в течение 30 минут. Супернатант плазмы переносили во вторую пробирку и повторно центрифугировали при 14000 g в течение 1 минуты.Супернатант плазмы переносили в чистую пробирку и 20 раз разбавляли физиологическим раствором. Затем все разведения анализировали на спектрофотометре (NanoDrop 2000, Thermo Fisher Scientific, Питтсбург, Пенсильвания) при 620 нм. Стандартная кривая была построена с 9 точками равного разбавления раствора синего Эванса, и двухкомпонентная модель (метод расчета в файле S1) использовалась для расчета объема плазмы.

После завершения сбора образцов крови, необходимых для расчета объема плазмы, 50 мкл крови отбирали отдельно из хвостовой вены, бедренной вены, яремной вены и сердца.Затем кровь из каждого участка сразу переносили в три стеклянные пробирки с антикоагулянтом (Thermo Fisher Scientific, Питтсбург, Пенсильвания), используя метод капиллярного сифона. Длина столба крови составляла от 2/3 до 3/4 общей длины стеклянной трубки, чтобы избежать образования пузырьков воздуха. Конец капиллярной стеклянной трубки для всасывания крови вставляли в герметик вертикально к колонке герметика на расстоянии 0,2–0,7 см. Капиллярные пробирки (закрывающимся концом наружу) центрифугировали при 12000 g в течение 5 минут.Длину слоя эритроцитов и слоя цельной крови измеряли с помощью шкалы, а соотношение рассчитывали как гематокрит этого участка (рис. 1B). Как можно больше крови (всего около 5–8 мл в зависимости от BW) собирали из каждого участка (хвостовой вены, бедренной вены, яремной вены и сердца) и смешивали в центрифужной пробирке объемом 15 мл с гепарин-натриевым антикоагулянтом. Гематокрит смешанной крови измеряли методом микрогематокрита для получения среднего гематокрита тела по формуле:

Статистический анализ

Данные были оценены на нормальность с использованием критерия нормальности Шапиро-Уилка.Когда данные не соответствовали нормальному распределению, для сравнения двух групп применялся U-критерий Манна – Уитни, а для нескольких групп применялся непараметрический критерий Краскела – Уоллиса. Гендерные различия (мужчины и женщины) и различия в весе (<120 г против> 120 г) по каждому параметру были проанализированы с использованием непарного t-критерия Стьюдента. Односторонний дисперсионный анализ ANOVA с тестом множественного сравнения Тьюки был использован для определения того, значительно ли отличаются друг от друга средние значения гематокрита и фактора F в различных частях тела (среднее тело, сердце, яремная вена, бедренная вена и хвостовая вена).Данные анализировали с помощью Graph Pad Prism, версия 8.0.2 (Graph Pad Software, Сан-Диего, Калифорния, США). P <0,05 был установлен как статистически значимый уровень. Линейная подгонка была выполнена с использованием подгоночных инструментов в OriginPro версии 2019b (Origin Labs, Фармингтон, Мэн, США).

Результаты

Двухкомпонентная модель, используемая в этом исследовании, хорошо применима к наблюдаемым значениям (расчетная ошибка (ERR) менее 1%). Объемы плазмы, эритроцитов, крови и МТ представлены в таблице 1.Средние объемы плазмы, эритроцитов и общей крови на 100 г МТ составляли 5,42 ± 0,543, 3,24 ± 0,445, 8,66 ± 0,680 мл соответственно. Объемы плазмы, эритроцитов и общей крови были выше у землероек с массой тела более 120 г, чем у землероек с массой тела менее 120 г (p <0,01, рис. 2А). Однако для среднего объема плазмы, эритроцитов и общего объема крови на 100 г BW разница наблюдалась только в среднем объеме плазмы между двумя группами с BW <120 г, имеющими более высокий объем (p <0,05, фиг. 2B). Объем плазмы, объем эритроцитов и объем крови землероек были выше у самцов, чем у самок (p <0.01, Рис 2D). Однако не было различий в средних объемах на 100 г массы тела средней плазмы, эритроцитов и общего объема крови между самцами и самками землероек (рис. 2Е).

Рис. 2. Параметры компонентов крови землероек разной массы тела и пола.

RBCV: объем эритроцитов; PV: объем плазмы; BV: Объем крови. A: Сравнение объема красных кровяных телец, объема плазмы и объема крови землеройки по массе тела; B: Сравнение объема эритроцитов, объема плазмы и объема крови на 100 г землероек по массе тела. C: Сравнение гематокрита на разных участках землеройки по массе тела. D: Сравнение объема красных кровяных телец, объема плазмы и объема крови землероек по полу. E: Сравнение объема эритроцитов, объема плазмы и объема крови на 100 г веса тела по полу. F: Сравнение гематокрита в разных местах забора крови по полу. *: p <0,05; * *: p <0,01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234835.g002

Средний (n = 24) гематокрит тела, гематокрит сердца, гематокрит яремной вены, гематокрит бедренной вены и гематокрит хвостовой вены, полученные при кровопускании, составили 37,43 ± 4,096, 39,72 ± 3,219, 43,04 ± 4,717, 40,84 ± 3,041 , 38,71 ± 3,442% соответственно. Результаты ANOVA показали, что места сбора крови значительно влияли на гематокрит (F = 7,666, p <0,01). Анализ между группами с помощью теста множественных сравнений Тьюки показал, что средний гематокрит тела значительно отличался от гематокрита для определенных участков тела, таких как яремная и бедренная вены (P <0.05). Среди гематокрита этих 5 различных участков BW> 120 г имеет более высокие значения среднего гематокрита тела и сердечного гематокрита, чем BW <120 г землероек. Значения среднего гематокрита тела, сердца и яремной вены самцов были выше, чем у самок землероек (p <0,05, рис. 2C и 2E). Фактор F сердечной крови (F cardiac), крови яремной вены (F яремной вены), крови бедренной вены (F бедренная вена) и крови хвостовой вены (F хвостовая вена) землероек составил 0,94 ± 0,072, 0,88 ± 0.118, 0,92 ± 0,111 и 0,97 ± 0,117 соответственно (n = 24, таблица 2). Дисперсионный анализ выявил достоверные различия в факторах F для разных участков крови (F = 3,345, p <0,05). Однако достоверных различий в F-факторах крови на всех участках землероек между группами разного веса и пола не было (p> 0,05).

Влияние BW на объем крови землероек было проанализировано с помощью инструмента линейной аппроксимации исходного программного обеспечения. Стандартизированная диаграмма остаточного разброса и диаграмма p-p показали, что остаточные дисперсии были однородными и нормально распределенными (рис. 3A – 3C).Уравнение подгонки: объем крови (мл) = 85,89 · 103 × BW (кг). Влияние BW на объем крови было статистически значимым (F = 4052,20954, P <0,001). На BW приходилось 99,436% вариации объема крови со значительным эффектом (Скорректированный R 2 = 99,411%).

Рис. 3. Подбор массы тела и объема крови землеройки.

A и B — это графики разброса остатков независимых переменных и прогнозируемых значений; C показывает p-p диаграмму остаточной стоимости; D показывает графическое представление линейного соответствия между массой тела и объемом крови.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234835.g003

Обсуждение

Во многих случаях образцы крови необходимо собирать в экспериментах на животных, поскольку они могут предоставить ценную биологическую информацию. Измерение объема крови у животного является важной предпосылкой для определения объема собранной крови, чтобы избежать неблагоприятных эффектов (например, реакции животных на стресс и даже геморрагический шок и смерть) на результаты экспериментов [26]. Кроме того, в течение длительного времени сообщалось об объеме крови обычно используемых лабораторных животных (например,грамм. мышь 9,63 ± 2,7 мл / 100 г [27]; крыса 6,40 ± 0,52 мл / 100 г [28]; кролик 5,42 ± 0,13 мл / 100 г [29]). В этом исследовании впервые был измерен объем крови (8,66 ± 0,68 мл / 100 г) землероек с помощью двухкомпонентной модели. В нем содержится руководство по формулированию мер по обеспечению благополучия, связанных со сбором крови у землероек, и расширяется применение землероек в области биомедицинских исследований. То же, что и у крыс [9], объем эритроцитов на 100 г BW был примерно постоянным, но объем плазмы на 100 г BW уменьшался с увеличением BW у землероек.Это предполагает, что увеличение объема плазмы у мелких животных может быть связано с гемодинамическими факторами мелких кровеносных сосудов [28]. Кроме того, было показано, что объем крови варьируется в зависимости от линии крысы и стадии развития [9,12], и это также стоит изучить на землероке.

Фактор F необходим для калибровки гематокрита венозной крови [30]. Например, значения фактора F многих других лабораторных животных были измерены, например: крыса (среднее значение фактора F, 0.98), кролик (среднее значение фактора F 0,85), обезьяна (среднее значение фактора F 0,83) [7]. В нашем исследовании мы исследовали фактор F в обычном месте сбора крови лесных землероек и дополнительно исследовали его связь с BW и полом. Было обнаружено, что BW и пол влияют на средний гематокрит тела, сердечный гематокрит и гематокрит яремных вен землероек, но фактор F был стабильным и не изменялся. Этот результат подтвердил необходимость и надежность калибровки F-фактора. Гематокрит хвостовой вены землеройки был близок к среднему гематокриту тела, и это могло быть связано с относительной трудностью сбора крови из хвостовой вены.Кожа хвостовой вены землеройки черная, в отличие от хвоста крысы, по которому можно легко определить местоположение хвостовой вены. Кроме того, хвостовая вена землеройки более тонкая, и артериальное давление снижается после наркоза [31]. По этим причинам обычно трудно собрать чистую венозную кровь, и в большинстве случаев кровь представляет собой смешанную артериовенозную кровь. Поэтому мы не рекомендуем собирать кровь из хвостовой жилки землероек.

В целях обеспечения достоверности результатов экспериментов общий объем забора крови для измерения объема плазмы составил всего 400 мкл.Общий объем крови, взятой для измерения гематокрита в обычных местах сбора крови, составлял всего 200 мкл, а после инъекции красителя было добавлено 300 мкл жидкости. Таким образом, объем плазмы и гематокрит, измеренные в этом исследовании, позволили избежать неблагоприятных эффектов гемодинамических изменений из-за чрезмерной кровопотери. Ранее проведенные исследования полагали, что после центрифугирования в эритроцитах было около 4% захваченной плазмы, поэтому фактический гематокрит был считанным значением × 0,96 [7,12]. Эта теория была предложена на основе метода Винтроба.Однако от этого метода постепенно отказались, поскольку он требует длительного времени и требует большого количества крови. В этом эксперименте использовался рекомендованный ВОЗ метод микрогематокрита, который требует меньше крови и прост в использовании. Высокоскоростное центрифугирование также использовалось для значительного уменьшения количества захваченного материала, которым можно пренебречь. Поэтому мы не корректировали гематокрит в нашем эксперименте.

Вкратце, мы рассчитали параметры, относящиеся к объему крови лесных землероек.Мы также предоставили F-фактор венозной крови для часто используемых участков забора крови и формулу для оценки объема крови землероек с использованием их массы тела. МТ и пол влияли на объемы плазмы, эритроцитов и крови, а также на гематокриты тела, сердца и яремных вен землероек. Мы надеемся, что наше исследование может послужить справочным материалом для соответствующих исследований объема крови у землероек в будущем.

Благодарности

Мы благодарим Институт зоологии Куньмина, Академию наук Китая за предоставление источников экспериментальных животных и Центр экспериментальных животных Медицинского университета Гуанси за техническую поддержку кормления животных.Мы благодарим членов наших исследовательских групп за предоставление технической помощи и участие в обсуждениях.

Ссылки

  1. 1. Fan Y, Ye MS, Zhang JY, Xu L, Yu DD, Gu TL и др. Сборка на хромосомном уровне и популяционное секвенирование генома китайской бурозубки. Zool. Res. 2019; 40: 506–521. pmid: 31418539
  2. 2. Fan Y, Huang ZY, Cao CC, Chen CS, Chen YX, Fan DD и др. Геном китайской бурозубки. Связь природы. 2013; 4: 1426–1435.pmid: 23385571
  3. 3. Xu L, Yu D, Fan Y, Peng L, Wu Y, Yao YG. Потеря RIG-I приводит к функциональной замене на MDA5 китайской землеройки. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2016; 113: 10950–10955. pmid: 27621475
  4. 4. Li CH, Yan LZ, Ban WZ, Tu Q, Wu Y, Wang L и др. Длительное размножение сперматогониальных стволовых клеток бурозубки в культуре и успешное получение трансгенного потомства. Cell Res. 2017; 27: 241–252. pmid: 28008926
  5. 5. Яо Ю.Г.Создавая модели животных, почему бы не использовать китайскую бурозубку (Tupaia belangeri chinensis). Зоологические исследования. 2017; 38: 118–126. pmid: 28585435
  6. 6. Xu L, Zhang Y, Liang B, Lu LB, Chen CS, Chen YB и др. Землеройки под прожектором. новая модель болезней человека. Зоологические исследования. 2013; 34: 59–69. pmid: 23572354
  7. 7. Грегерсен М., Роусон Р. Объем крови. Physiol Rev.1959; 39: 307–342. pmid: 13645237
  8. 8. Бор WF, Boulpaep EL.Медицинская физиология. 3-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier Press; 2017.
  9. 9. Белчер Э. Х., Харрис Э.Б. Исследования объема плазмы, объема эритроцитов и общего объема крови у молодых растущих крыс. J Physiol (Лондон). 1957; 139: 64–78. pmid: 13481897
  10. 10. Кридпелл К.Р., Портер Б., Нисет Р.Т. Исследования объема плазмы с использованием человеческого сывороточного альбумина, меченного радиоактивным йодом. J Clin Invest. 1950; 29: 513–516. pmid: 15415456
  11. 11. Александр Н. Объемы плазмы и гематокриты у крыс с хронической синоаортальной денервационной гипертензией.Американский журнал физиологии сердца и физиологии кровообращения. 1979; 236: H92 – H95. pmid: 434179
  12. 12. Клемке Х.Г., Джо Б., Кальдерон М.Л., Роуз Р., О Т., Аден Дж. И др. Генетические влияния на время выживания после тяжелого кровотечения у инбредных линий крыс. Physiol Genomics. 2011; 43: 758–765. pmid: 21487033
  13. 13. Шрайхофер AM, CD с волосами, Stepp DW. Снижение объема плазмы и реактивности мезентериальных сосудов у крыс Zucker с ожирением. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol.2005; 288: R253 – R261. pmid: 15345476
  14. 14. Салливан М.Дж., Хассер Э.М., Моффитт Дж. А., Бруно С. Б., Каннингем Дж. Т.. У крыс наблюдается альдостерон-зависимый натрий-аппетит в течение 24 ч разгрузки задних конечностей. J Physiol (Лондон). 2004; 557: 661–670. pmid: 15047775
  15. 15. Bianchi M, Bellini G, Hessan H, Kim KE, Swartz C, Fernandes M. Объемы жидкости в организме у крыс со спонтанной гипертонией. Clin Sci. 1981; 61: 685–691. pmid: 7297034
  16. 16. Сайед Х., Гудолл С.Р., Хейнсворт Р.Переоценка метода разбавления голубого красителя Эванса для измерения объема плазмы. Clin Lab Haematol. 1995; 17: 189–194. pmid: 8536425
  17. 17. Гибсон Дж. Г., Эванс В. А.. Клинические исследования объема крови. I. Клиническое применение метода с использованием азокрасителя «синий эванс» и спектрофотометра. J Clin Invest. 1937; 16: 301–316. pmid: 16694480
  18. 18. Поульсен Т.Д., Клаузен Т., Ришале Дж. П., Канструп И.Л., Андерсен Н., Олсен Н.В. Объем плазмы при острой гипоксии: сравнение метода повторного дыхания угарным газом и разбавления красителя синим Эванса.Европейский журнал прикладной физиологии. 1998; 77: 457–461. pmid: 9562298
  19. 19. Richalet JP, Rathat C, Keromes A, Herry JP, Larmignat P, Garnier M, et al. Объем плазмы, масса тела и острая горная болезнь. Ланцет. 1983; 321: 525–530.
  20. 20. Ришале Дж. П., Марчант Д., Макарлупу Дж. Л., Войтурон Н. Моделирование метода разбавления синим Эвансом для измерения объема плазмы у мелких животных: новый оптимизированный метод. Энн Биомед Eng. 2018; 46: 2189–2195.pmid: 30136152
  21. 21. Робах П., Дешо М., Жарро С., Вайсс Дж., Шнайдер Дж. К., Мейсон Н. П. и др. Операция «Эверест III»: роль увеличения объема плазмы на VO (2) (max) во время длительного воздействия на большой высоте. J Appl Physiol. 2000; 89: 29–37. pmid: 102
  22. 22. Роусон Р.А. Связывание Т-1824 и структурно родственных диазокрасителей белками плазмы. Американский журнал физиологии — наследие. 1943; 138: 708–717.
  23. 23. Менели Г.Р., Уэллс Э.Б., Хан П.Ф.Применение метода радиоактивных эритроцитов для определения объема крови у человека. Американский журнал физиологии — наследие. 1947; 148: 531–537. pmid: 20288799
  24. 24. Рив Е.Б., Грегесен М.И., Аллен Т.Х., Сир Х. Распределение клеток и плазмы у здоровых собак и собак после спленэктомии и его влияние на оценки объема крови с помощью P32 и T-1824. Американский журнал физиологии — наследие. 1953; 175: 195–203. pmid: 13114380
  25. 25. Барнс DWH, Loutit JF, Рив EB.Сравнение оценок объема циркулирующих эритроцитов, полученных методом красных кровяных телец Эшби и методом гематокрита Т 1824 у человека. Clin Sci. 1948; 7: 135–154. pmid: 18104742
  26. 26. Mcguill MW, Rowan AN. Биологические эффекты кровопотери: последствия для объемов и методов отбора проб. ILAR J. 1989; 31: 5–20.
  27. 27. Riches AC, Sharp JG, Thomas DB, Smith SV. Определение объема крови у мыши. J Physiol (Лондон). 1973; 228: 279–284.pmid: 4687099
  28. 28. Ли HB, Blaufox MD. Объем крови у крысы. J Nucl Med. 1985; 26: 72–76. pmid: 3965655
  29. 29. Маленький РА. Изменение объема крови кролика с возрастом. J Physiol (Лондон). 1970; 208: 485–497. pmid: 5500739
  30. 30. Гомес Пералес JL. Анализ объема крови методами радиоизотопного разведения: современное состояние. Appl Radiat Isot. 2015; 96: 71–82. pmid: 25479437
  31. 31. Бартельс К., Эспер С.А., Тиле Р.Х.Мониторинг артериального давления для анестезиолога: практический обзор. Anesth Analg. 2016; 122: 1866–1879. pmid: 27195632

Измерение объема крови | Анестезиология

Этот редакционный обзор сопровождает следующие статьи: Харуна М., Кумон Н., Яхаги Н., Ватанабе Ю., Исида Ю., Кобаяши Н., Аояги Т.: Измерение объема крови у постели больного с помощью импульсной спектрофотометрии ICG. Анестезиология 1998; 89: 1322-8; и Iijima T, Iwao Y, Sankawa H: Объем циркулирующей крови, измеренный с помощью импульсной денситометрии красителя: сравнение с анализом 131 I-HSA.Анестезиология 1998; 89: 1329-35.

В выпуске ANESTHESIOLOGY за этот месяц представлены два независимых исследования нового метода измерения объема циркулирующей крови (CBV) у постели больного. В Haruna et al. [1] и Иидзима и др. [2] новый неинвазивный метод импульсной денситометрии красителем постулируется как более практичная альтернатива традиционным измерениям объема крови. Этот метод является «полуинвазивным», потому что он требует внутривенной инъекции индоцианинового зеленого красителя для каждого измерения CBV.Индоцианиновый зеленый краситель быстро распределяется по циркулирующему отделу, а затем выводится печенью в течение примерно 20 минут. Импульсный денситометр красителя измеряет концентрацию циркулирующего красителя в зависимости от времени, используя двухволновое поглощение света, аналогично пульсовой оксиметрии. (Один из соавторов — изобретатель пульсоксиметра: Такуо Аояги) Кривая элиминации красителя экстраполируется обратно на время «первого прохождения», и объем крови рассчитывается как общая доза красителя, деленная на начальную концентрацию. .

В обоих исследованиях новый метод сравнивается с двумя «золотыми стандартами», один из которых включает инъекцию меченного радиоактивным йодом альбумина. Цель состоит в том, чтобы сравнить одновременные измерения CBV с использованием нового и старого методов и решить, может ли новый метод окрашивания заменить старый золотой стандарт. Это формат типичного сравнительного исследования методов. Всякий раз, когда мы читаем сравнительное исследование методов, мы должны задавать три вопроса: (1) Какова природа и точность золотого стандарта? (2) Сравниваются ли эти два метода надлежащими статистическими методами? (3) Действительно ли я хочу знать значения измеряемой переменной? Мы рассмотрим каждый из этих вопросов по очереди.

На первый вопрос, касающийся точности метода золотого стандарта, должно быть проще всего ответить, но его часто игнорируют. Haruna et al. [1] и Иидзима и др. [2] в общих чертах ссылаются на неопределенность метода радиоактивных индикаторов, но ни один из них не дает количественной оценки его точности. В этой распространенной проблеме сравнительных исследований методов не всегда виноваты авторы. Мы часто принимаем в качестве золотого стандарта методы измерения, точность которых не известна или не подтверждена документально.

Что касается второго вопроса, то сравнительные исследования методов страдают от широкого использования несоответствующих статистических методов. Наиболее распространенным является использование коэффициента корреляции или значения r в качестве меры согласия. Коэффициент корреляции измеряет степень связи двух независимых переменных. Например, было бы уместно измерить корреляцию веса с дневным потреблением калорий. Однако в сравнительном исследовании методов мы сравниваем два измерения одной и той же переменной.Очевидно, что эти два измерения будут тесно связаны, но коэффициент корреляции на самом деле не говорит нам, насколько хорошо они согласуются. Корреляция сильно зависит от диапазона значений, включенных в данные. Если мы сравним два метода измерения объема крови, и если все данные сгруппированы около одного и того же значения CBV, корреляция будет низкой, несмотря на хорошее согласие методов. Иидзима и др. [2] и Haruna et al. [1] оба представляют коэффициенты корреляции, которые могут только добавить путаницу в интерпретацию их данных.

Какие статистические данные являются правильными для сравнительных исследований методов? Наиболее логичным и популярным является метод предвзятости и точности, описанный Альтманом и Блэндом. [3] Смещение определяется как средняя ошибка или среднее значение разницы между одновременными измерениями двумя методами. Точность — это стандартное отклонение этих различий. Я предложил называть последнее «неточностью», потому что чем больше его значение, тем менее точны измерения.Смещение измеряет систематическую ошибку или тенденцию одного метода к тому, чтобы показания одного метода были выше или ниже другого. Неточность измеряет случайную ошибку или недостаточную воспроизводимость измерений. Иидзима и др. [2] и Haruna et al. [1] представили значения систематической погрешности и погрешности как в абсолютных величинах (в литрах объема крови), так и в процентах ошибок. Читателю должно быть ясно: абсолютная погрешность — это среднее значение разницы между двумя измерениями в литрах, а погрешность в процентах — это среднее значение процентной разницы между двумя измерениями.

Хотя предвзятость и неточность являются полезными статистическими данными, они часто не отражают всей картины. Что, если новый метод имеет тенденцию к занижению при низких значениях и завышению при высоких значениях? В зависимости от диапазона значений наших данных смещение может быть нулевым, с нейтрализацией положительных и отрицательных ошибок. Тем не менее, здесь явно присутствует систематическая ошибка. По этой причине одних предвзятости и неточности недостаточно для описания согласия; мы должны увидеть график необработанных данных.Очень полезной формой является «сюжет предвзятости», как описано Альтманом и Блэндом. [3] Здесь мы отображаем разницу между двумя методами в зависимости от их среднего значения. Иидзима и др. [2] показывают графики смещения на рисунках 2, 3, 4 и 5, хотя они показывают разницу в измерениях в зависимости от значений золотого стандарта, а не среднего из двух. К сожалению, Haruna et al. [1] не показывают графиков данных. Рассмотрим рисунок 4A в Iijima et al. [2] Этот график смещения замедляет небольшую тенденцию (возможно, незначительную из-за небольшого количества точек данных) показывать положительные ошибки при низком CBV и отрицательные ошибки при высоком CBV.Это тип важной информации, которая будет упущена без представления необработанных данных.

А теперь последний вопрос: действительно ли нам все равно? То есть, должно ли неинвазивное измерение объема крови интересовать клинического анестезиолога? Объем циркулирующей крови станет еще одной новой переменной, которую можно добавить в наш арсенал для мониторинга. Каждый раз, когда технология представляет новую переменную для включения в увеличивающуюся сложную «приборную панель» анестезиолога, мы должны спросить, предоставляет ли эта переменная информацию, которая (1) отличается от той, что у нас уже есть, и (2) важна для нас в этом отношении. это может повлиять на лечение пациента.Что касается первого, CBV, возможно, отличается от всех текущих гемодинамических переменных. Это связано с предварительным натягом, который мы оцениваем по-разному, но он также отличается. Например, у пациента с сепсисом CBV может быть постоянным, несмотря на уменьшение преднагрузки. И наоборот, пациент с травмой, у которого происходит медленное обескровливание, может поддерживать постоянную предварительную нагрузку до тех пор, пока он не потеряет большую часть своей CBV. Фактически, Shoemaker [4] показал у тяжелобольных пациентов, что CBV очень плохо коррелирует с другими гемодинамическими переменными, включая гематокрит, CVP, давление заклинивания легочной артерии, среднее артериальное давление и частоту сердечных сокращений.Таким образом, информация, представленная CBV, проходит проверку на новизну и отличия.

Последний вопрос: как данные CBV, полученные каждые 20 минут (ограничение предлагаемого теста), повлияют на ведение пациента? Снова рассмотрим молодого, ранее здорового пациента с травмой, у которого произошло скрытое внутрибрюшное кровоизлияние. Предварительная нагрузка на сердце, определяемая давлением наполнения справа или слева или даже чреспищеводной эхокардиографией, может оставаться почти постоянной из-за симпатической компенсации потери объема.[4] Когда пределы этой компенсации окончательно превышены (кровопотеря 25% или более), у пациента может быстро развиться глубокая гипотензия и «крах». Предположительно, отбор проб CBV каждые 20 минут позволит выявить тенденцию к снижению объема задолго до этой гемодинамической декомпенсации. В этом случае мониторинг CBV изменит лечение пациента. Можно легко разработать множество других реалистичных примеров.

Я пришел к выводу, что мониторинг CBV, если он достаточно практичен и точен, может быть полезным дополнением к нашему репертуару мониторинга и может повлиять на лечение пациента и, следовательно, на результат.Две статьи, представленные в этом выпуске, — реальный шаг к развитию такого метода мониторинга. Следующие вопросы, на которые необходимо ответить, заключаются в следующем: Насколько точным должен быть мониторинг CBV и может ли этот метод разбавления красителя соответствовать нашим клиническим требованиям? Это должно стать предметом дальнейших исследований.

Стивен Дж. Баркер, доктор философии, доктор медицины

Профессор и заведующий; Отделение анестезиологии; Медицинский колледж Университета Аризоны; sjbarker @ u.arizona.edu

Объем циркулирующей крови, измеренный с помощью импульсной денситометрии с красителем | Анестезиология

Протокол эксперимента был одобрен исследовательским комитетом медицинского факультета Университета Киорин. Одиннадцать здоровых взрослых (девять мужчин, две женщины) были проинформированы о характере и риске этого исследования, и было получено письменное согласие. Субъектам перорально вводили несколько капель 5% раствора Люголя (приготовленного в университетской больнице Киорина) за 2 дня до начала исследования, чтобы предотвратить накопление в щитовидной железе 131 I-HSA.Все эксперименты и измерения проводились в зоне обращения с радиоактивными веществами на факультете радиологии Университета Киорин.

Канюлю вставляли в левую антекубитальную вену для введения индикаторов, а вторую канюлю вставляли в левую лучевую артерию для сбора образцов крови. Периодически измеряли артериальное давление с помощью манжеты на левой руке. Испытуемых просили лечь на кровать и отдыхать до стабилизации гемодинамических параметров.Зонды были прикреплены к правой ноздре и правому указательному пальцу для измерения PDD. В предварительном эксперименте было обнаружено, что носовой зонд обнаруживает пульсацию лучше, чем зонды, помещенные на палец, губу и ухо. Поэтому мы использовали палец и носовой зонд и сравнили их клиническую точность. Импульсную денситометрию красителя выполняли с использованием анализатора DDG (Nihon Kohden Corp., Токио, Япония). Также отслеживались электрокардиограмма и сатурация артериальной крови кислородом, измеренная пульсоксиметром (Sp O (2)).Двадцать пять микрокюри 131 I-HSA (йодированный I 131 альбумин для инъекций; Радиоизотопный институт Дай-ичи, Токио, Япония) растворяли в 1 мл физиологического раствора и 20 мг ИЦГ (Diagno-green; Dai-ichi Pharmaceutical, Токио). , Япония) в 4 мл дистиллированной воды, и они вводились в виде болюса с последующей промывкой 20 мл раствора ацетата Рингера (Veen F [зарегистрированный признак]; Nikken Kagaku, Tokyo, Japan). Кровь (3 мл) отбирали из лучевой артерии через 3, 6 и 10 мин после инъекции ICG для определения концентрации артериальной ICG спектрофотометрически (U-2000; Hitachi Ltd., Токио, Япония) после центрифугирования при 3000 об / мин при 4 [знак градуса] C в течение 10 мин. Концентрация ICG была построена полулогарифмически и обратно экстраполирована к средней точке времени прохождения, и начальная концентрация ICG была получена для расчета CBV (рисунок 1). Также отбирали десять миллилитров крови для сцинтилляционного счета через 10, 20, 30 и 45 минут после инъекции. Образцы анализировали в течение 3 мин с помощью гамма-сцинтилляционного счетчика (ARC-500; ALOKA, Токио, Япония). Фон был получен из пустой пробирки, потому что ни один из добровольцев не подвергался преднамеренному воздействию радиоактивных веществ.Остаточную радиоактивность в шприце и трехходовом кране анализировали независимо и вычитали из введенной радиоактивности. Исходное количество сцинтилляций, разбавленных CBV, рассчитывали путем обратной экстраполяции кривой затухания для количества сцинтилляций в момент времени впрыска. Объем циркулирующей крови рассчитывали путем деления введенной радиоактивности на разбавленную радиоактивность, полученную путем обратной экстраполяции. Концентрацию гемоглобина в каждом образце определяли с помощью гемоксиметра (OSM3; Radiometer, Копенгаген, Дания).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *