Систолический объем крови (СОК), систолический выброс (СВ) — это количество крови, выбрасываемое левым желудочком в аорту за одно сокращение. Зависит от силы сокращений сердца и составляет 65-70 мл при частоте сердечных сокращений (ЧСС) 70 ударов в минуту.
Минутный объем крови (МОК), минутный выброс (МВ) — это количество крови, выбрасываемое сердцем в аорту в течение одной минуты. МВ является самым надежным критерием эффективности деятельности сердца. Правый желудочек выбрасывает такое же количество крови в легочную артерию, как левый — в аорту. Малейшие отклонения от этого соответствия привели бы к нарушению кровообращения, поскольку большой и малый круг кровообращения — это единый круг. В состоянии покоя МВ колеблется в пределах 4-6 л при ЧСС 70 ударов в минуту (чаще называют цифры 5-5,5 л); он прямо пропорционально зависит от массы тела, и обратно пропорционально – от систолического объема крови и частоты сердечных сокращений. Величина МВ может существенно изменятся при изменении венозного возврата крови к сердцу. При большой физической нагрузке МВ может возрастать до 25—30 л/мин, у спортсменов — до 35-40 л/мин, т.е. увеличивается в 5—7 раз. Если определен МВ, то СВ рассчитывают путем деления МВ на число сокращений сердца в минуту; в покое СВ составляет 65—75 мл.
Однако в покое не вся кровь, накопившаяся в каждом из желудочков к концу их диастолы (конечно-диастолический объем, 130—150мл), выбрасывается сердцем: около 50% крови остается в желудочке (конечно-систолический объем). При увеличении силы сокращений сердце выбрасывает значительно больше крови — дополнительную порцию выбрасываемой при этом крови называют резервным объемом. Часть крови, остающаяся в желудочке после максимального его сокращения, называется остаточным объемом. Резервный и остаточный объемы составляют примерно по 30—40 мл. Резервный объем свидетельствует о том, что сила сердечных сокращений в покое не является максимальной, и о возможном увеличении СВ согласно потребностям организма.
Конечно-систолический объем — это сумма резервного и остаточного объемов. При увеличении силы сердечных сокращений конечно-систолический объем уменьшается и приближается к величине остаточного объема. При максимальной силе сокращения конечно-систолический объем представляет собой уже остаточный объем — все резервы сердца по увеличению выброса крови за счет повышения силы сокращений исчерпаны. Однако параллельно может увеличиваться и частота сокращений. Частота и сила сердечных сокращений (точнее, СВ) являются непосредственными факторами, влияющими на МВ.
Наиболее точным методом определения МВ является метод Фика (1870). Сначала определяют потребленный организмом кислород за 1 мин. Затем рассчитывают, какой объем крови необходим для доставки к тканям организма такого количества кислорода. Например, человек потребил 250 мл 02 за 1 мин. Содержание 02 в артериальной крови — 195 мл/л, содержание 02 в венозной крови — 150 мл/л. Артериовенозная разница по 02 равна: 195 — 150 = 45 мл.
1 л крови — 45 мл O2;
Х(МВ) л крови — 250 мл O2;
МВ = 250/45 = 5,555 л.
Индексы, характеризующие работу сердца
Сердечный индекс (СИ) представляет собой отношение МОК (МВ) к площади поверхности тела (S). Он составляет 3—4 л/мин/м2. Показатель введен из-за вариабельности МВ у разных лиц и является одним из вариантов выражения МВ:
Болем эффективно увеличение показателей МОК (МВ) и СИ осуществляется за счет увеличения силы сокращения сердца. Так, при адаптации к физическим нагрузкам происходит функциональная гипертрофия сердца, которая зачастую развивается у спортсменов и характеризуется снижением ЧСС (брадикардией).
Индекс кровоснабжения (ИК) отражает отношение МОК (МВ) в миллиметрах к массе тела (МТ) в килограммах:
В норме индекс составляет около 70 мл/кг/мин.
Индекс выброса (менее точное название — фракция выброса ) — отношение СВ к конечно-диастолическому объему. В норме в состоянии покоя индекс выброса составляет около 0,5.