Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
В основе механизма, который, как полагают, вызывает раннее Закрытие митрального клапана, лещит возникновение в желудочке
Из нижнего резервуара
К верхнему р<
Аорта
Желудочек
Рис. 11 30 Схема модели левого желудочка, показывающая характер течения крови во время диастолы. [Bellhouse (1972) The fluid mechanics of heart valves. Cardiovascular fluid dynamics,
p. 275, Academic Press, New York.]
I
Патрубок к насосу с пульсирующей подачей
во время диастолы кольцевого вихря'). Он образуется за створками клапана, т. е. там, где кровь, прошедшая через отверстие клапана, после отклонения от верхушки желудочка к его стенкам попадает как бы в ловушку и вращается (рис. 11.30). В опытах на моделях установлено, что движение створок клапана по направлению друг к другу зависит от интенсивности этого вихря. Обратное движение крови через клапан значительно возрастает, если интенсивность вращения вихря снижена за счет приводящей к его затуханию задержки сокращения желудочка после прекращения прямого движения крови через клапан или в результате увеличения размеров модели желудочка: в этом случае образуется лишь очень слабый вихрь.
Сущность процессов, приводящих к закрытию клапана именно в то время, когда через него еще проходит прямой поток крови, понять нетрудно. Обратимся к рис. 11.31, где схематически представлен желудочек, в котором область, занимаемая вихрями, значительно больше области, заключенной между створками клапана. Во время почти равномерного движения жидкости через клапан, которое устанавливается перед замедлением, давление по обе стороны створки, например в точках Р и Q, одинаково, и потому створки клапана неподвижны. Когда перепад давления на клапанном отверстии уменьшается, скорость движения жидкости через него снижается, но соответствующие изменения скорости в области вихрей оказываются меньше. Это обусловлено как относительно большими размерами этой области, так и инерцией вращаю-
') Наглядным примером кольцевого (тороидального) вихря служит колечко дыма Вращение в таком вихре происходит вокруг круговой оси тора —Прим. ред.
щейся жидкости. В результате давление с наружной стороны створки клапана, скажем в точке Р, изменяется не так быстро, как давление с ее внутренней стороны, например в точке Q. Грубо говоря, мы можем считать, что давление в области между точками Р и R — с наружной стороны створок — не изменяется, в то время как на внутренней стороне, от точки R к точке Q, оно должно падать, чтобы обеспечить наблюдаемое замедление потока. Поэтому давление в точке Р оказывается больше, чем в точке Q, и клапан стремится закрыться. Следует подчеркнуть, что это рассуждение очень грубое и не учитывает многих деталей движения, которые
могли бы оказывать влияние на величину разности давлений по обе стороны створок. Однако основной механизм закрытия клапана оно, вероятно, отображает верно.
Механика закрытия аортального клапана. О строении аортального клапана вкратце уже говорилось. Он имеет три створки, прикрепленные к кольцу фиброзной ткани, которое образует в основании левого желудочка «выходной тракт». Свободные края каждой створки начинаются от самых стенок желудочка, и поэтому клапан может без изменений формы открыть всю площадь поперечного сечения выходного тракта. Непосредственно позади каждой створки клапана в стенке аорты имеется закругленный карман, называемый синусом Вальсальвы. В двух из этих синусов находятся устья левой и правой коронарных артерий, которые снабжают кровью мышцу самой сердечной стенки. Створки клапана исключительно тонки (0,1 мм) и состоят в основном из эластической ткани и коллагена, покрытых слоем эндотелия, подобного тому, который выстилает стенки артерий.
Анатомия легочного клапана почти такая же. Единственное существенное отличие заключается в том, что в синусах Вальсальвы легочного ствола нет отверстий, открывающихся в коронарные артерии. Как мы видели, абсолютные величины и изменение во времени давления в легочном стволе и в аорте несколько различаются. Амплитуды волн кровотока в этих сосудах и изменение их во времени также различаются. Важны ли эти различия для механики
Рнс 11.31. Схематическое изображение отверстия митрального клапана и левого желудочка Во время диастолы кровь из левого предсердия через клапан движется в направлении, показанном стрелкой, со скоростью U. За створками клапана
образуются вихри.
закрытия клапанов — неясно. Исследования на моделях, как и немногочисленные опыты in vivo, осуществленные методом визуализации, относятся к аортальному клапану. Поэтому и приведенные далее сведения касаются в первую очередь этого клапана.
Прямые данные о поведении даже аортального клапана крайне ограничены. Киноангиография, конечно, подтверждает, что у здоровых животных и у человека аортальный клапан не препятствует прямому движению крови во время систолы, но она не выявляет каких-либо деталей поведения створок этого клапана. В одном или двух исследованиях, в которых использовали высокоскорост-
