Исследовательский проект «Артериальное давление» Авторы проекта: Афанасьева Елена Евгеньевна Авторы проекта: Афанасьева Елена Евгеньевна ученица 11 класса МОУ СОШ 3 ученица 11 класса МОУ СОШ 3 г. Ногинска г. Ногинска Рябова Ирина Александровна Рябова Ирина Александровна ученица 11 класса МОУ СОШ 3 ученица 11 класса МОУ СОШ 3 г. Ногинска г. Ногинска Научный руководитель: Ткаченко Татьяна Владимировна Научный руководитель: Ткаченко Татьяна Владимировна учитель физики МОУ СОШ 3 г. Ногинска г. Ногинск 2007г.

Цель работы Исследование механизма образования артериального давления и факторов, влияющих на его изменение.

Оборудование 1. Тонометр

Рис.1. Среднее давление в различных областях сосудистого русла в состоянии покоя (I), при расширении (II) и сужении (III) сосудов.

При увеличении сердечного выброса и неизменном сосудистом сопротивлении АД повышается, а при снижении сердечного выброса – снижается. При неизменном сердечном выбросе повышение периферического сопротивления также приводит к повышению артериального давления и наоборот. Таким образом можно сказать, что АД является функцией: 1) сердечного выброса; 2) периферического сопротивления; 3) изменяется прямо пропорционально изменениям 1 и 2 величин. Артериальное давление (АД) измеряют с целью оценки состояния сердечно – сосудистой системы, как у здоровых людей, так и у больных. НОРМАЛЬНОЕ АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ: НОРМАЛЬНОЕ АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ: 120 х 80 мм рт. ст. 120 х 80 мм рт. ст.

Под АД следует понимать давление, оказываемое движущейся кровью на внутреннюю поверхность артерий и на впереди лежащий столб крови. АД зависит от: 1) притока крови в артериальную систему; 2) эластичности сосудистых стенок; 2) эластичности сосудистых стенок; 3) вязкости крови и т.д. 3) вязкости крови и т.д. Различают АД систолическое, диастолическое и пульсовое. Различают АД систолическое, диастолическое и пульсовое. Систолическое АД – это давление, возникающие в артериальной системе вслед за систолой левого желудочка, т.е. давление в момент максимального подъема пульсовой волны.Систолическое АД – это давление, возникающие в артериальной системе вслед за систолой левого желудочка, т.е. давление в момент максимального подъема пульсовой волны. Диастолическое АД возникает в период диастолы сердца, когда имеет место падение пульсовой волны. Разница между величинами максимального и минимального давления называется пульсовым давлением.Диастолическое АД возникает в период диастолы сердца, когда имеет место падение пульсовой волны. Разница между величинами максимального и минимального давления называется пульсовым давлением.

Показатель артериального давления. Показатель артериального давления прямо пропорционален сердечному выбросу и общему периферическому сопротивлению: P = QR; Где P – артериальное давление, Q – сердечный выброс, R – общее периферическое сопротивление

Сердечный выброс. Сердечный выброс является ценнейшим показателем гемодинамики и основан обычно на использовании формулы Фика:

Работа Сердца Где Q – выброс крови из желудочка за одно сокращение (мл); R – сопротивление кровотоку на выходное или среднее давление в аорте или легочной артерии; g – ускорение силы тяжести, V – скорость кровотока. Работа любого желудочка может быть вычислена по следующей формуле:

Для левого желудочка взрослого человека характерны следующие данные: Q=80 мл; R=100 мм рт. ст.; V=0,5 м/с; При частоте сердцебиений 70 ударов в минуту, работа в минуту равна 7,7 кгм. Поскольку каждый миллилитр O 2, используемый сердцем, эквивалентен примерно 2,06 кгм, работа левого желудочка за минуту, равная 7,7 кгм, эквивалентна примерно 3,7 мл кислорода.Для левого желудочка взрослого человека характерны следующие данные: Q=80 мл; R=100 мм рт. ст.; V=0,5 м/с; При частоте сердцебиений 70 ударов в минуту, работа в минуту равна 7,7 кгм. Поскольку каждый миллилитр O 2, используемый сердцем, эквивалентен примерно 2,06 кгм, работа левого желудочка за минуту, равная 7,7 кгм, эквивалентна примерно 3,7 мл кислорода. Работа левого желудочка, перекачивающего при среднем давлении 100 мм рт. ст.(135 г/см²) 5 л (5000 см³) крови в минуту, составляет:Работа левого желудочка, перекачивающего при среднем давлении 100 мм рт. ст.(135 г/см²) 5 л (5000 см³) крови в минуту, составляет: = гсм=6,75 кгм (за 1 мин) = гсм=6,75 кгм (за 1 мин).

Коэффициент полезного действия (КПД) сердца КПД, равный отношению совершенной работы к затраченной энергии составляет всего 14-15%, что говорит о значительных потерях энергии. Отношение количества O 2, эквивалентного произведенной механической работе, к общему количеству кислорода, использованному в течение одной минуты, отражает механическую эффективность сердца. В данном примере она равна 15%. При физической работе и тренировке КПД сердца может увеличиваться. При повышении АД нагрузка на сердце становится больше, а КПД уменьшается. Поэтому для облегчения работы сердца желательно, чтобы кровяное давление было сравнительно низким, а сердечный выброс – большим.

Работа сердца за удар Где А – работа сердца; - кинетическая E; P – артериальное давление; V - скорость кровотока. Внешняя работа, совершаемая сердцем за одно сокращение. Механическая работа сердца за удар определяет как сумму работ по перемещению ударного объема крови против давления в магистральных артериях и сообщению этой крови кинетической энергии: В покое у молодых лиц работа сердца по сообщению крови кинетической энергии составляет лишь около 3 – 4% от общей работы сердца за удар. Однако при физической нагрузке, а также у пожилых людей работа по сообщению крови кинетической энергии существенно выше.

Факторы, влияющие на сердечный выброс Сердечный выброс (СВ) представляет собой количество крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту за 1 мин и зависит от физиологических факторов: - количества крови, притекающей к правому предсердию («венозный возврат»); - количества крови, притекающей к правому предсердию («венозный возврат»); - нагнетательной функции сердца, определяемой главным образом сократительной способностью миокарда; - нагнетательной функции сердца, определяемой главным образом сократительной способностью миокарда; - общего периферического сопротивления (ОПС). - общего периферического сопротивления (ОПС). Эффективность сердца как насоса определяется тем, насколько полно оно способно перекачивать объем крови, поступающей по системе полых вен. Эффективность сердца как насоса определяется тем, насколько полно оно способно перекачивать объем крови, поступающей по системе полых вен.

Таблица 1 Влияние физической нагрузки на сердечный выброс и частоту сокращений сердца у человека Физическая нагрузка влияет на сердечный выброс (СВ) и частоту сокращений сердца. Факторы, увеличивающие частоту сокращений сердца, как правило, увеличивает и СВ. У спортсменов при физической нагрузке частота сокращений сердца возрастает не в такой сильной степени, как у нетренированных людей при таком же приросте сердечного выброса. Это означает, что во время физической нагрузки у этих людей увеличивается ударный объем.

Таблица 2. Изменение сердечного индекса с возрастом Сердечный выброс с возрастом меняется. Так, до десяти лет сердечный индекс быстро возрастает, а затем к старости постепенно уменьшается. На сердечный выброс влияют заболевания и нарушения, при которых уменьшается приток крови к сердцу по венам.При значительном уменьшении объем крови, венозный возврат и вследствие этого сердечный выброс падает. При расширении и ослаблении сердца сердечный индекс также уменьшается из-за снижения сократимости миокарда.

Ход работы Измерять артериальное давление следует в определенные часы, лучше утром, до принятия пищи, при отсутствии утомления, возбуждения, по возможности, при одинаковой средней температуры воздуха и обычном атмосферном давлении. При измерении давления пациенту не рекомендуется разговаривать или отвлекаться. Во время измерения давления обследуемый должен сидеть или лежать спокойно и не следить за ходом измерения. Не следует надевать манжетку поверх рукава одежды или закатывать рукав, так чтобы он сдавливал руку,

Ход работы так как это приведет к неточности измерения. В течение 30 минут перед измерением нельзя курить, подвергаться физическим нагрузкам, есть продукты, содержащие кофеин и алкоголь. Перед началом измерения полезно в течение минут спокойно посидеть. Измерять давление желательно три раза с интервалом в 5-10 мин для восстановления кровообращения в руке.

Таблица измерений давления (возрастная группа лет)

Вывод: Исследовав механизм образования артериального давления, мы пришли к выводу, что на артериальное давление подростков лет влияют факторы: 1) эмоциональные нагрузки (стрессы на уроках); 2) физические нагрузки ; А также: 1) природно-климатические условия; 2) вредные привычки (курение, алкоголь и т.п.); 3) лекарственные препараты (наркотики) 4) экологическая обстановка.

Литература Дубровский В.И., Федорова В.А. Биомеханика. - М: Владос-пресс, 2003г. Медицинская энциклопедия Том : Советская энциклопедия, 1989 г.