Кровяное давление

Мощное сжатие левого желудочка вызывает волну крови, втекающую в аорту со скоростью 40 сантиметров в секунду. Если аорта сужается, скорость движения крови будет возрастать, поскольку тот же объем жидкости должен будет пройти через отверстие меньшего диаметра за данную единицу времени, и единственное, что можно сделать, – это увеличить скорость прохождения. Придерживаясь той же линии рассуждений, приходим к выводу, что скорость будет снижаться, если артерия расширится.

Посмотрев на аорту, проходящую по средней линии организма, вы обнаружите, что диаметр ее невелик, но она дает ответвления, в которые стекает кровь. Важна не ширина какого-либо сосуда, а суммарная площадь поперечного сечения его различных ответвлений. По мере того как аорта разделяется и подразделяется, отдельные ее ветви становятся все уже и уже, но суммарная площадь поперечного сечения постоянно возрастает. К тому времени, когда кровь проделает свой путь в артериолы, общая площадь поперечного сечения различных сосудов, через которые она проходит, становится в 15–30 раз больше площади поперечного сечения аорты, а кровь течет со скоростью всего 2 сантиметра в секунду.

В капиллярах, которые по отдельности такие топкие, что их нельзя увидеть без микроскопа, общая площадь поперечного сечения, тем не менее, приблизительно в 750 раз превышает площадь поперечного сечения аорты, а кровь «ползет» со скоростью не более полумиллиметра в секунду. При таком медленном движении кровь капилляров в альвеолах имеет достаточно времени, чтобы насытиться кислородом, проходя по другим тканям, она имеет достаточно времени, чтобы напитать их кислородом. Когда капилляры сливаются в венулы, общая площадь поперечного сечения сосудов уменьшается, и скорость снова увеличивается. Две полые вены, взятые вместе, имеют площадь, в четыре раза превышающую площадь аорты, поэтому кровь снова входит в правое предсердие со скоростью около 10 сантиметров в секунду.

Когда кровь с силой выталкивается в аорту, она оказывает на ее стенки давление, которое называется кровяное давление. Это давление измеряется устройством, называемым сфигмоманометр (что по-гречески означает «измерять давление пульса»), прибором, который вместе со стетоскопом, определенно, является любимцем любого практикующего врача. Сфигмоманометр состоит из плоского резинового мешка 5 дюймов шириной и 8 дюймов длиной. Он находится в манжете, которой можно туго обернуть плечо, сразу над локтем. Внутрь резинового мешка накачивается воздух с помощью небольшой резиновой груши, снабженной односторонним клапаном. По мере накачивания резинового мешка давление внутри его возрастает. Оно измеряется небольшим ртутным манометром, с которым внутренняя часть мешка соединяется с помощью второй трубки.

Когда мешок накачивается, плечо сжимается до тех пор, пока в один момент давление мешка на руку не сравняется с давлением крови. В этот момент главная артерия руки туго сдавлена, и пульсация в предплечье (где врач слушает ее с помощью стетоскопа) прекращается.

Теперь воздух выпускается из мешка, и по мере его выхода уровень ртутного манометра падает, и кровь начинает проходить через постепенно освобождающуюся артерию. Тот, кто измеряет кровяное давление, может теперь слышать первые слабые удары, и показания манометра в этот момент считаются показаниями систолического давления, поскольку эти первые удары можно услышать во время систолы, когда давление крови наивысшее. По мере выхода воздуха из резинового мешка и снижения уровня ртути наступает характерная пульсация, которая служит показателем диастолического давления, давления, когда сердце расслабляется.

Кровяное давление, в отличие от скорости сердцебиения, примерно одинаково у всех теплокровных животных, независимо от их размера. Систолическое давление – где-то в пределах от 110 до 115 миллиметров ртутного столба, а диастолическое – около 80 миллиметров ртутного столба. (Атмосферное давление обычно 760 миллиметров ртутного столба, поэтому систолическое давление от 0,15 до 0,20 атмосферы, в то время как диастолическое давление – около 0,10 атмосферы.)

Кровяное давление не постоянный показатель. Оно изменяется с возрастом. У новорожденного младенца систолическое давление не больше 40 миллиметров ртутного столба, оно повышается до 80 миллиметров к концу первого месяца жизни, затем продолжает расти гораздо медленнее, достигая 100 миллиметров в начале подросткового возраста и 120 миллиметров в конце подросткового возраста. В пожилом возрасте наблюдается постоянный рост давления. В возрасте 60 лет вполне нормальным считается кровяное давление, если систолическое составляет 135, а диастолическое 90. Физические нагрузки и нервное напряжение также повышают кровяное давление, что кажется логичным. Когда организму требуется больше кислорода, сердце вследствие этого бьется быстрее и сильнее, значит, и давление крови на стенки артерий будет возрастать. Систолическое давление выше 180 или 200 миллиметров ртутного столба не будет необычным или причиняющим беспокойство как временное явление.

Эластичность артерий имеет тенденцию снижать систолическое давление, поскольку, когда они выпячиваются, чтобы получить приток крови, получается больше пространства для помещения крови, и раздвинувшиеся стенки испытывают меньший толчок. Однако с возрастом артерии теряют эластичность, так как на их стенках откладываются соли кальция, иногда превращая их в преклонном возрасте в трубки, твердые, почти как кости. Это – артериосклероз (от греческого «затвердение артерий»). При этих условиях систолическое давление повышается, и медленное затвердение артерий может сказаться на росте систолического давления в преклонном возрасте.

Временные изменения кровяного давления могут быть вызваны сокращением артериол, мышечная стенка которых способна совсем перекрывать эти маленькие сосуды. Эта сократительная способность артериол служит благой цели, сдвигая распределение крови так, чтобы оно отвечало изменяющимся потребностям организма. Обычно в состоянии покоя 25 процентов крови проходит через мышцы, а еще 25 процентов – через почки. Кроме того, 15 процентов проходит через область кишечника, а еще 10 процентов – через печень. Далее, 8 процентов проходит через мозг, 4 процента – через кровеносные сосуды, питающие сердце, и 13 процентов – через легкие и остальные органы тела.

При неожиданном испуге, например, важно, чтобы была обеспечена хорошая подача крови к легким, сердцу и мышцам. Область кишечника при этом может временно обойтись без нее, для медленного процесса переваривания будет достаточно времени после того, как минует критическое состояние. Посредством сжатия соответствующих артериол кишечник лишается некоторой части крови, которая затем распределяется в более важных областях.

Более демонстративное проявление изменений распределения крови можно рассмотреть на примере кожи. Кожа хорошо снабжена кровеносными сосудами, не только для того, чтобы подпитывать свои клетки, но и для переноса тепла из внутренних частей организма к поверхности, где оно может излучаться в атмосферу. В теплые дни, особенно при влажной погоде или когда усиление мышечной активности производит больше тепла, чем обычно, сосуды кожи расслабляются. Это – вазодилатация (что по-латыни означает «расширение сосудов»). Тогда в коже появляется больше пространства для вмещения большей порции крови, и выделение тепла в атмосферу возрастает. В результате мы заметно краснеем в жаркий душный день или после напряженной работы или игры. Эмоциональные факторы также могут вызвать вазодилатацию сосудов кожи, поэтому мы краснеем от замешательства, смущения, стыда, а иногда и от удовольствия. Но в холодную погоду, когда необходимо сократить потерю тепла в атмосферу, кровеносные сосуды кожи сожмутся (вазоконстрикция), и кожа будет содержать кровь в меньшем, чем обычно, количестве. Тогда мы бледнеем от холода. Эмоции способны вызывать такие же изменения цвета, на этот раз заставляя нас побледнеть от страха или шока.

Большие вены брюшной полости также могут сжиматься, чтобы вмещать меньше крови и таким образом сделать большую часть ее доступной для капилляров мышц и других ключевых органов. В первую очередь селезенку, коричнево-красный орган, располагающийся в левой стороне тела, сразу под желудком. Размером она с сердце, но не так компактна, весит всего 5 или 6 унций. Ее пористая структура служит хранилищем крови. Она может расширяться и вмещать целый литр крови, а при необходимости сжиматься, проталкивает всего лишь 50 миллиметров своего запаса крови в общую систему кровообращения.

Все эти приемы могут быть использованы для изменения объема крови или объема кровеносных сосудов (или того и другого) и таким образом способны изменять кровяное давление, но при нормальных условиях рост кровяного давления – явление временное и предназначается только для удовлетворения временной необходимости. Однако иногда кровяное давление повышается и остается высоким более или менее постоянно. Систолическое давление может достигать 300 миллиметров ртутного столба, диастолическое – 150, обе величины, грубо говоря, вдвое превышают норму. Это – гипертензия (от греческого «растягиваться»), или, говоря простым языком, повышенное кровяное давление. Такое состояние опасно по многим причинам. Оно дает непривычную нагрузку сердцу и артериям, способствуя дегенеративным изменениям в их структуре. Небольшие артерии, поврежденные постоянным высоким давлением на стенки, могут подвергнуться необычному затвердеванию и утратить способность приспосабливаться к высокому давлению, а то и разорваться.

Разрыв артерии в мозгу – это чрезвычайно серьезное явление, поскольку при поражении значительной части мозга результатом может быть паралич или смерть. Несчастная жертва действительно бывает поражена быстро и без предупреждения, поэтому это состояние называется ударом, апоплексией (от греческого «сразить, свалить с ног»), или кровоизлиянием в мозг. Естественно, это чаще происходит в моменты, когда возбуждение или перенапряжение повышают кровяное давление гораздо выше обычного уровня.

Иногда гипертензию вызывают неисправности в механизме, с помощью которого почки контролируют кровяное давление. В этом случае врачи говорят о почечной гипертензии. Зачастую причина ее неизвестна, и тогда ее называют эссенциальной гипертепзией; одно из значений слова «эссенциальный» в медицинском словаре – «без известной причины». Синонимом к слову «эссенциальный» в этом смысле будет слово «идиопатический» (от греческого «индивидуальное недомогание»), то есть недомогание, которому нельзя дать общее определение.

Артерии не дегенерируют с возрастом, только затвердевают в результате отложений солей кальция. Еще одно изменение, которое может произойти в среднем возрасте и которое в равной степени катастрофично, – это отложение определенных компонентов жиров на внутренней поверхности артерий. Изначально гладкая внутренняя поверхность стенок становится грубой из-за таких отложений и принимает неправильную форму, которая показалась некоторым исследователям похожей на хлопья вареной овсяной каши. Поэтому это заболевание названо атеросклерозом (что по-гречески значит «кашинеподобное затвердевание»).

Пораженная атеросклерозом артерия опасна по двум причинам. Во-первых, грубая внутренняя поверхность может повредить небольшие тельца крови, функция которых заключается в том, чтобы вызывать ее свертывание. Следовательно, всегда есть вероятность, что в такой артерии будут образовываться сгустки крови. Сгусток может либо рассосаться без последствий после образования, либо перемещаться с кровотоком до тех пор, пока не дойдет до артерии, слишком маленькой, чтобы пройти через нее, – в этом случае он может закупорить сосуд и остановить кровоток в этом месте. Это – тромбоз (от греческого слова «сгусток»). Тромбоз в артериоле головного мозга столь же опасен, как и разрыв сосуда, – может вызвать паралич. Также атеросклеротические отложения сужают просвет артерии, иногда до угрожающих пределов, а также уменьшают ее эластичность. По той и другой причине давление в такой артерии повышается, и кровоснабжение затрудняется.

Коронарные артерии особенно уязвимы при таких изменениях. И это не потому, что коронарные артерии необычайно слабые, а потому, что потребности сердца ненормально высокие, настолько, что грань безопасности сужается.

В то время как большинство органов при обычных условиях используют всего ¹/₅ объема кислорода, несомого через них кровью, сердце использует ⁴/₅ доступного объема. Другой орган, возможно, и может обойтись меньшей подачей кислорода без особых затруднений, сердце же – не может.

Когда суженная коронарная артерия не способна переносить достаточный объем крови, возникает острая боль в груди. Она может чувствоваться также в местах, удаленных от действительно пораженного органа (отраженная, реперкуссионная боль), – чаще в левом плече и руке. Такое состояние называется грудная жаба. Обычно приступ грудной жабы случается во время работы или в моменты эмоционального напряжения, когда пульс возрастает, а потребность сердца в крови становится явно больше, чем в состоянии доставить суженные коронарные сосуды. Лекарства, такие, как нитроглицерин, иногда используются в этих случаях, поскольку их действие заключается в инициации общей релаксации (расслабления) артерий, что увеличивает подачу крови к сердцу.

В месте, где тромб блокирует одно из ответвлений коронарной артерии, возникает коронарный тромбоз (знакомый всем инфаркт). Он может быстро привести к смерти, но, если заблокированная артерия достаточно мала, отмирает лишь часть сердца, непосредственно питаемая этой артерией. В этом месте образуется зарубцевавшаяся ткань, которая сама по себе не будет угрожать жизни человека, конечно, если условия, вызвавшие тромбоз, исчезнут и не вызовут тромбоз снова, на этот раз более серьезный.

Сосуды иногда становятся ненормально расширенными из-за повреждений стенок. Поврежденное место впоследствии заживляется в растянутом состоянии, вызванном биением крови под высоким давлением. Стенка навсегда остается слабой, выпячивающейся с каждым ударом сердца. Это – аневризма аорты (от греческого слова «широкий»). Опасность заключается в том, что аорта может просто разорваться после какого-нибудь слишком сильного сердечного удара, последствием которого станет смерть.

Вены также могут стать слишком расширенными. При этом повреждающим фактором будет не кровяное давление, которое в венах сравнительно низкое, а сила гравитации. Кровь, возвращающаяся из нижних конечностей в сердце, должна преодолевать силу гравитации, когда человек стоит или сидит. Это движение, преодолевающее силу гравитации, осуществляется обычным мускульным действием, которое подгоняет кровь в сосудах в направлении сердца, благодаря односторонним клапанам в венах нижних конечностей. Если случайно возникнет повреждение таких клапанов или они перестанут работать, возникнет серьезное препятствие возврату крови. Кровь собирается в венах, которые раздуваются так, что их диаметр становится в четыре-пять раз больше, и результат – варикозное расширение вен. Такое состояние, естественно, отягощается, если человек ведет малоподвижный образ жизни или ему приходится много времени проводить на ногах.

Разнообразные неполадки в кровеносной системе, которые я перечислил в этой главе, в наши дни приобретают особое значение. В последние десятилетия, когда многие инфекционные заболевания, которые когда-то были смертельным бедствием человечества, излечиваются, различные сбои в системе кровообращения стали основными причинами смерти. Почти миллион людей в год умирает от каких-либо нарушений в сердце или сосудах, а это составляет около 55 процентов всех смертных случаев нации.