Артериальное давление

ГОУ «Новоселенгинская школа-интернат среднего (полного)

общего образования»

Артериальное давление

                                                                              Автор Нимаева Татьяна  8 класс

ГОУ «Новоселенгинская школа-интернат

среднего (полного) общего образования»

Научный руководитель:

Дугаржапова Туяна Дашицыреновна

учитель биологии

с. Новоселенгинск – 2012 г.

Содержание

1. Введение
2. План исследования
3. Основная часть
4. Литература
5. Приложения

Введение

Приступая к созданию своей работы, я узнала, что по данным ВОЗ в России гипертонией страдают 39% мужчин и 41% женщин.  По данным Государственного комитета по статистике РФ, артериальная гипертония и ее осложнения становятся причиной смерти более 100 тысяч человек в год. Причём сегодня эта проблема касается,  не только пожилых, но и совсем молодых людей и детей. Высокие учебные нагрузки в школе, физические нагрузки, стрессовое состояние все это влияет на давление школьников  и может привести к тяжелым последствиям. Цель моей работы: изучить вопросы, связанные с давлением человека, узнать какие факторы влияют на показания артериального давления, пропагандировать эти знания.      

Задачи:

1. Объяснить артериальное давление с точки зрения физических процессов
2. Описать общие принципы работы сердечно-сосудистой системы человека
3. Рассказать о том, что такое артериальное давление, как оно формируется и от чего зависит.
4. Научиться правильно, измерять артериальное давление тонометром.
5. Провести диагностику исследования зависимости артериального давления от некоторых факторов, влияющих на его изменение

В своей работе я выдвигаю гипотезу: артериальное давление зависит от эмоционально-психологического состояния учащихся,  физической и умственной нагрузок и от метеорологических условий.

Методы: 

1. Анализ литературы.

2.  Измерение артериального давления у испытуемых.

3. Обобщение.

Объект исследования:

1. Учащиеся 8  класса ГОУ «Новоселенгинская  школа-интернат среднего (полного) общего образования»

2. Учителя ГОУ «Новоселенгинская  школа-интернат среднего (полного) общего образования»

        Полученные данные и выводы:

Проведя исследование по измерению артериального давления, я пришла к выводу, что на артериальное давление влияют умственные, эмоциональные и физические нагрузки, а также метеорологические условия. Измеряя артериальное давление можно предположить будущее состояние сердечнососудистой системы и таким образом изменить свое здоровье в сторону улучшения, то есть вести здоровый образ жизни

План исследований.

На подготовительном этапе я  проанализировала теоретический материал по биологии 8 класса и физике 7 класса в соответствии со стандартом образования; подобрала материал о сердечнососудистой  системе, работе и мощности  сердца, артериальном и  атмосферном давлении.  

Проводя практический этап  в моей работе, а именно измерение артериального давления у объектов исследования, я получила результаты, которые отражены в таблицах №1, №2, №3 и сделала диаграммы, из которых видно,  что моя гипотеза подтвердилась (ПРИЛОЖЕНИЯ IX, X, XI).  На артериальное давление влияют умственные, эмоциональные и физические нагрузки, а также метеорологические условия.

Основная часть

Если бы рекламное объявление возвестило вас о возможности стать обладателем уникальной установки, работающей в автоматическом режиме, управляемой компьютером, которая обладает колоссальным запасом прочности, имеет автоматическую сигнализацию, обеспечена аварийной защитой, способна само восстанавливаться, выполнять все виды физической и умственной работы при потреблении минимальной энергии и т.д. Можно представить, как загорелись бы ваши глаза, выражая желание её приобрести. Удивительно то, что каждый из нас является обладателем этого чуда. Это наш организм. Многие ли люди задумываются над тем, как же всё устроено в нашем организме, управляемым мозгом – своеобразным компьютером.

Я заинтересовалась давлением и знания, приобретённые мною на уроках биологии в 8 классе помогли мне как можно лучше рассмотреть и изучить артериальное давление в научной работе.  В своей работе я хочу  поделиться результатами исследований, связанных с артериальным давлением  человека. Как сделать так, чтобы моё здоровье, здоровье моих одноклассников, учителей  и родителей длительное время не нуждалось в медицинском лечении? От чего зависит артериальное давление? Какими особенностями и возможностями оно обладает?  Ответы на эти вопросы вы найдете  в моей работы.

1.Как работает сердечно - сосудистая система?

Сердечно-сосудистая система человека – сложный и чувствительный аппарат, обеспечивающий снабжение кровью всех органов и тканей организма. (Приложение I)

Сердце – это центральный насос нашего организма. Каждую минуту сердце перекачивает примерно 5 литров крови. Внутри сердца имеются 4 полости, разделенные между собой перегородками и клапанами. Работа сердца состоит из циклически сменяющихся сокращений и расслаблений. Во время сокращения объем полостей сердца уменьшается и кровь выбрасывается из сердца в систему кровеносных сосудов. Во время расслабления камеры сердца расширяются, и сердце наполняется кровью. В фазу расслабления клапан, отделяющий сердце от системы кровеносных сосудов замыкается, благодаря чему кровь не возвращается обратно в сердце, а начинает течь по сосудам.

В Приложении II видно, что  Кровеносные сосуды – это пути, по которым протекает кровь. В организме человека имеется несколько разновидностей кровеносных сосудов: артерии, капилляры и вены. Артерии — это цилиндрические трубки, по которым кровь течёт от сердца. Стенка артерий имеет три слоя: Наружная оболочка — соединительно-тканная, Средняя — гладкомышечная, Внутренняя — эндотелиальная (имеет эластическую мембрану, которая придаёт стенкам прочность и упругость). Просвет артерии меняется в результате сокращения или расслабления мышечной оболочки.

Артерии похожи на трубочки разного диаметра с более или менее толстыми стенками. Характерной особенностью артериальных сосудов является то, что их стенки снабжены большим количеством мышечных волокон, благодаря чему эти сосуды могут сокращать и расслабляться, а значит уменьшать и увеличивать свой диаметр. Артерии называются так, потому что по ним от сердца течет артериальная кровь, то есть кровь богатая кислородом.  Самая большая артерия нашего организма - аорта. Скорость циркуляции крови по артериям очень большая (несколько метров в секунду). На рисунках артерии показывают красным цветом.

Вены – это кровеносные сосуды, по которым течет венозная кровь, то есть кровь с низким содержанием кислорода и богатая углекислым газом. По венам кровь возвращается от органов к сердцу. Как и артерии, вены бывают разного диаметра. Диаметр вен меняется в зависимости от объема накопившейся в них крови - чем больше объем крови, тем шире просвет вены. Вены несут кровь к сердцу. Стенки тоньше и слабее артериальных, оболочки тоже. Стенки могут спадаться, мелкие вены имеют клапаны — препятствующие обратному току крови в тех местах, где кровь течет вверх по организму. По венам кровь течет медленно (несколько сантиметров в секунду). На рисунках обычно вены показывают синим цветом. Все вены от различных участков организма неизбежно сходятся в два больших кровеносных сосуда, один называется верхней полой веной, другой - нижней полой веной. Верхняя полая вена собирает кровь из головы, рук, шеи; нижняя полая вена получает кровь из нижних отделов, организма. Обе вены отдают кровь в правую сторону сердца, откуда она выталкиваетcя в легочную артерию  (единственная артерия, которая несет кровь, лишенную кислорода). Эта артерия передаст кровь в легкие.

Капилляры – это мельчайшие кровеносные сосуды нашего тела. Диаметр капилляров измеряется несколькими микронами, что сравнимо с диаметром клеток крови человека. Капилляры — микроскопические сосуды, соединяющие артериолы с венулами. Общая длина всех капилляров — 100 тысяч км в одном человеке. Стенка образована чрезвычайно  тонкой соединительно-тканной базальной мембраной. Через стенки капилляров происходит обмен газами и питательными веществами между кровью и тканями нашего тела. Скорость течения крови по капиллярам очень мала. Именно сердце – центральное звено организма, которое трудится для всех прочих органов, снабжая их кровью, необходимой для жизнедеятельности. Сердце представляет собой мышечный насос, который обеспечивает беспрерывное движение крови по сосудам, поэтому их всегда рассматривают вместе, называя их сердечнососудистой системой.
        В Приложении 3 показано, как устроено сердце. Оно состоит из двух предсердий и двух желудочков, причем правые предсердие и желудочек отделены перегородкой от левых. Это необходимо для того, чтобы кровь разных составов не смешивалась, ведь каждая половина сердца обеспечивает свой круг кровообращения. У предсердий и желудочков разные функции. В предсердиях накапливается кровь, поступающая в сердце. Когда объем этой крови достаточен, она проталкивается в желудочки. А желудочки проталкивают кровь в артерии, по которым она движется по всему организму. Желудочкам приходится выполнять более тяжелую работу, поэтому мышечный слой в желудочках значительно толще, чем в предсердиях. Предсердия и желудочки с каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Поскольку кровь движется под влиянием градиента давления в сосудах, создаваемого сердцем, то наибольшее давление крови будет на выходе крови из сердца (в левом желудочке), несколько меньшее давление будет в артериях, ещё более низкое в капиллярах, а самое низкое в венах и на входе сердца (в правом предсердии). Давление на выходе из сердца, в аорте и в крупных артериях отличается, поскольку из-за большого диаметра этих сосудов их гидродинамическое сопротивление невелико. Точно так же незначительно отличается давление в крупных венах и в правом предсердии.    Сердечно-сосудистая система человека – сложный и чувствительный аппарат, обеспечивающий снабжение кровью всех органов и тканей организма. В то же время принципы сердечнососудистой системы чрезвычайно просты: сердце выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь, а кровеносные сосуды – роль трубопроводов. (Приложение IV)

2.Работа и мощность сердца.

Сердце нагнетает кровь благодаря ритмическому последовательному сокращению мышечных волокон предсердий и желудочков. Его механической деятельностью управляют процессы возбуждения. Наличие проводящей системы сердца, общих слоев миокарда у обоих предсердий, одновременного прихода возбуждения по ножкам пучка Гиса и волокнам Пуркинье к клеткам миокарда желудочков делают сокращение предсердий и позже сокращение желудочков практически одновременным.

        Несмотря на большую сложность процессов, лежащих в основе сердечной деятельности, сердце построено по принципу  насоса ритмического действия. Как и всякий насос для перекачивания жидкости, оно снабжено двумя видами клапанов, расположенных на входе и выходе желудочков  (Приложение III).

        Предсердия и желудочки разделяют створчатые клапаны (в левой половине – двустворчатый, или митральный, в правом – трехстворчатый). Во время систолы желудочков эти клапаны препятствуют обратному забросу крови в предсердия.

Диастола всего сердца она продолжается до следующей систолы предсердий.

Сердце  - не просто уникальный насос.  Человеческое сердце ежесуточно совершает 100 000 ударов, и тем самым 2,5 миллиарда ударов за 70 лет. Перекачивает около 10 тонн крови. В состоянии покоя сердце ритмично сокращается около 70 - 75 раз в минуту.  За это время оно могло бы заполнить кровью целый небоскреб. Кровь течет в человеческом теле в густо разветвленной сети артерий, вен и капилляров.

Задачей сердца является снабжение всех наших органов достаточным количеством крови. Для этого ему, в соответствии с актуальной потребностью, приходится менять объем подачи крови. На повышенную потребность в крови оно реагирует повышением ударного объема, а также повышением частоты сердечных сокращений. Систолическим объемом называется количество выбрасываемого объема крови желудочка за одно сокращение сердца (у взрослого человека в спокойном состоянии около 70 см3). При 70 ударах в минуту ежесуточное количество перекачиваемой крови составляет 7 000 литров.

Наше сердце – это насос, который работает без технического обслуживания и без запасных частей всю жизнь. Являясь центральным циркуляционным насосом, он приводит в движение кровь. При меняющихся нагрузках кровообращение предъявляет различные требования к деятельности сердца и тем самым предполагает его особую приспособляемость. Так, например, объем крови в 5 литров, перекачиваемый из желудочка в течение одной минуты, может при тяжелой физической работе мышц повыситься почти до 30 литров. Количество крови, перемещаемой за одну минуту, имеет специальный термин – минутный объем сердца. Он выражается обычно в литрах. Левая и правая половины сердца перекачивают одинаковое количество крови. Если бы это было не так, то в одном круге кровообращения быстро создалась бы пробка, в то время как в другом это привело бы к недостатку крови.

Мощность сердца составляет около 1 Нм/сек. Значение показывает, какой вес необходим для того, чтобы произвести единицу мощности (например, 1 кВт). При весе сердца 0,3 кг его удельный вес составляет 300 г/(1 Вт) = 300 г/Вт = 300 кг/кВт. В технических двигателях этот показатель значительно ниже, т. е. двигатели могут производить такое же количество энергии при меньшей массе.

При физическом напряжении мощность сердца может значительно увеличиваться, при этом его удельная весовая мощность приближается к удельной весовой мощности технического насоса.

        При сокращении обоих предсердий вся кровь переходит в желудочки. Затем предсердия расслабляются, а оба желудочка, сокращаясь, выбрасывают кровь в аорту и легочную артерию. После чего желудочки расслабляются, и в течение 0,4 сек. вся сердечная мышца находится в состоянии покоя. Деятельность сердца - ритмическая смена трех фаз цикла: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общее расслабление сердца. (Приложение V) Длительность всего цикла составляет ~ 0,8 сек.

Частота и сила сокращений сердца зависит от внешней и внутренней среды организма. При их увеличении в сосудистую систему выбрасывается больше крови в единицу времени. Замедление и ослабление сокращений приводит к уменьшению количества крови. (Приложение I) Кровь по малому и большому кругу кровообращения проходит за 27 секунд. На различных участках скорость крови различна. В аорте наибольшая ~ 0,5 м/сек, а в капиллярах наименьшая ~ 0,5-1,2 мм/сек. Поэтому в капиллярах кислород и питательные вещества успевают проникнуть в клетки, а продукты жизнедеятельности и углекислый газ поступить в кровь. Скорость крови в венах увеличивается к сердцу до 0,2 м/сек.

Движение крови по венам - происходит только к сердцу. Движению в противоположном направлении препятствуют кармановидные, полулунные клапаны, расположенные внутри вены. Клапаны (Приложение VI) обеспечивают течение крови через сердце только в одном направлении, не давая ей возможности возвращаться. Клапаны состоят из двух или трех створок, которые смыкаются, закрывая проход, как только кровь   пройдет через клапан. Митральный и аортальный клапаны управляют потоком насыщенной кислородом крови с левой  стороны; трехстворчатый клапан и клапан легочной артерии   контролируют прохождение лишенной кислорода  крови справа. Перераспределение крови в организме - происходит все время. Через одни органы ее протекает больше, через другие меньше, в зависимости от потребности в кислороде и других питательных веществах. Изменение кровоснабжения органа связано с изменением просветов его сосудов. Уменьшение просвета связано с сокращением мышечных стенок сосудов под влиянием импульсов приходящих по симпатическим нервам. Чем больше частота импульсов, тем больше просвет сосудов. Гормон - адреналин также сужает кровеносные сосуды, т.е. просвет кровеносных сосудов регулируется нервной системой и биологически   активными   веществами,    что   позволяет   им функционировать в соответствии с потребностями организма.

3. Законы движения крови

Сердце нагнетает кровь в сосуды прерывисто, отдельными порциями. Однако течет она по сосудам непрерывным потоком, не останавливаясь в промежутках между сокращениями сердца.(Приложение VII)

 Кровь движет потенциальная энергия сердечной мышцы, накопленная в стенках кровеносных сосудов. Систолическим объемом крови растягиваются эластические и мышечные элементы стенки, следовательно, накапливается запас энергии сердца, затраченный на ее растяжение. (Приложение VIII)

Двигатель крови в капиллярах – сердце. Движение крови в венах также производится остаточной силой сердца и облегчается следующими дополнительными факторами:

1. Разностью давлений в брюшной и грудной полостях. В брюшной полости, в которой расположены многочисленные кровеносные сосуды, давление выше атмосферного, что благоприятствует току крови к сердцу, находящемуся в грудной полости, в которой давление ниже атмосферного.
2. Присасывающим действием грудной полости, в которой имеется отрицательное давление.
3. В небольшой степени также присасывающим действием самого сердца во время диастолы.
4. Сокращениями скелетной мускулатуры и мышечной стенки кишок, проталкивающими кровь по направлению к сердцу в тонкостенных венах, расположенных в мышцах. Таким образом, единственный двигатель крови в артериях, как во время систолы, так и во время диастолы  - сердце.

4.Зависимость артериального давления от эмоциональных и физических нагрузок, а также от атмосферного давления

Артериальное давление – один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Давление крови определяется объемом крови, перекачиваемым в единицу времени сердцем и сопротивлением сосудистого русла.

Кровяное давление – давление,    которое кровь, оказывает на стенки кровеносных сосудов, или, по другому говоря, превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным. Наиболее часто измеряют артериальное давление; кроме него, выделяют следующие виды кровяного давления: внутрисердечное, венозное. В. Я. Чекин показал зависимость величин артериального давления от уровня атмосферного давления. Так, при высоком барометрическом давлении (750—770 мм рт.ст.) дистоническое артериальное давление повышалось на 10,3 %. За нижнюю границу нормы для взрослых до 25 лет принимается артериальное давление, равное 120/70 мм рт.ст. Для возрастной группы 25-40 лет - соответственно 125 (130)/70 (80) мм рт.ст. У школьников 14-17 лет верхняя граница артериального давления составляет 90-130 мм рт.ст, а нижняя 60-80 мм рт.ст.  Более опасны повышения давления для "молодой" части населения. На территории России диапазон колебания давления составляет от 720 мм ртутного столба до 820 мм. Давление воздуха падает с высотой и у земли это падение в среднем составляет 1 мм рт.ст. на каждые 12  метров высоты. В обычном лифте давление меняется примерно на 0,08 мм рт.ст. в секунду, то есть в 100 раз быстрее, чем от погоды. Даже когда вы спокойно поднимаетесь или спускаетесь по ступенькам, давление воздуха вокруг вас меняется в 10-20 раз быстрее, чем при прохождении "штормового" циклона. Если же посмотреть на все способы изменения атмосферного давления, которым подвергает себя городской житель, то картина будет совсем "удручающая". Например, житель квартиры на 12-м этаже "меняет" давление вокруг себя на 5 мм рт.ст., по крайней мере, два раза в сутки.

Погода (температура, влажность, ветер, солнечная радиация) безусловно влияет на состояние человека. Но люди, по каким-то причинам, «крайним» в этом списке объявили, достаточно невинное давление воздуха. Однако не стоит бояться резких перемен атмосферного давления - оно, в отличие от артериального, не причиняет никакого вреда. По данным  о влиянии барометрического давления на артериальное  давление человека можно различать 3 варианта взаимосвязи барометрического и артериального давлений:

1. Прямая зависимость. При повышении атмосферного давления максимальное и минимальное артериальные давления повышаются, а при понижении — снижаются. Это чаще всего встречается при гипотонии; 

2. Неполное соответствие или частичная обратная зависимость. Колебания атмосферного давления совпадают с аналогичными колебаниями максимального артериального давления, в то время как уровень минимального не меняется, или, наоборот, минимальное следует за ходом барометрического давления, а максимальное не изменяется, что чаще всего наблюдается у лиц с нормальным артериальным давлением;

3. Обратная зависимость. При падении атмосферного давления повышается уровень максимального и минимального артериального, а при повышении" атмосферного артериальное давление снижается, что характерно, для больных гипертонической болезнью.

Перед уроками и после мы провели измерения артериального давления у учащихся  8 класса и некоторых учителей. Эти измерения проводились в разное время года осенью  и зимой  и при разном атмосферном давлении. Все результаты отражены в таблицах №1 , №2 и №3.

По таблице №1 видно, что у учителей давление после уроков осталось такое же выросло или упало, в зависимости от того какая нагрузка была в этот день. У Дугаржаповой В.Д. был очень сложный класс, много уроков  и поэтому у нее давление выросло. У Шараповой Р.З. и Шаракшиновой Д. Д.  в этот день болела голова и у них артериальное  давление упало, т.к. в этот день было низкое атмосферное  давление 740 мм.рт.ст.

На таблице №2 отражено давление обучающихся  8  класса, отмечено, что давление учеников к концу уроков выросло, а у некоторых упало, это связано с учебной нагрузкой в этот день были уроки физики, истории и химии  (т.е. имеющие высокий индекс сложности) или стрессом. По таблице мы видим, что давление выросло у учеников и после занятий физкультуры.

В таблице № 3 замечено, что давление   учащихся резко возросло давление после проверочной контрольной работы по математике. Важную роль также в показаниях давления играет атмосферное давление в этот день, ученики жаловались на головную боль, сниженную работоспособность при атмосферном давлении 736 мм.рт.ст, у 6 человек понижено артериального давления , они отличались у школьников от тех которые были проведены в октябре при атмосферном давлении выше (740 мм. рт. ст). Среди испытуемых было два курящих и у них на протяжении дня давление менялось.

В Приложениях IX, X,XI отражены диаграммы на которых показано как менялось артериальное давление у учащихся. Повышалось после физической нагрузки и контрольной работы по математике у всех давление. С уменьшением атмосферного давления понижалось у 71%  и  не изменялось у 29% учащихся. От эмоциональных нагрузок повышалось у 57%,  понижалось у 29 %,  не изменялось у 14%  учащихся.

Следовательно артериальное давление зависит от эмоциональных, физических и умственных нагрузок, а также от метеорологических условий.

1. Заключение

Проведя исследование по измерению артериального давления, я пришла к выводу, что на артериальное давление влияют:

1. Любые эмоциональные нагрузки,  в том числе стрессы, которые испытывают ученики на уроках и учителя от уроков.
2. Занятия физической культурой, и любые другие физические нагрузки.
3. Внешнее атмосферное давление.
4. У курящего ученика давление в течение дня падало.

Причины изменения артериального давления:        

1. Сужение сосудов
2. Повышение вязкости крови
3. Образование бляшек на стенках
4. Эмоциональные, психологические, физические нагрузки
5. Метеорологические условия

Измеряя артериальное давление можно предположить будущее состояние сердечнососудистой системы и таким образом изменить свое здоровье в сторону улучшения, то есть вести здоровый образ жизни

         Выполняя работу, я сделал ещё один шаг к познанию самого себя, к познанию  человека. Приложите максимум усилий для познания самих себя, тогда выработаются приёмы, привычки быть здоровым.

Поняла, что здоровье, которым мы наслаждаемся, или нездоровье, от которого мы страдаем, есть результат нашего поведения, наших привычек. Я намерена и дальше заниматься изучением человека с точки зрения биологии и физики, думаю, что эти занятия предопределят и мою будущую профессию.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Енохович А. С. Справочник по физике. М. Просвещение. 1990 г.
2. Леонова Л. А., Макарова Л. В. Компьютер и здоровье ребёнка. М. «Вентана-Граф». 2002г.
3. Сапин Н.И., М.Р. Сапина «Биология. Человек» учебник по биологии 8 класс М. «Дрофа» 2005 г.

Приложения

Таблица измерений №1 (октябрь  2011 года)

740мм. рт. ст                                

Таблица измерений №2 (октябрь  2011 года)

                          740 мм.рт.ст

  Таблица измерений №3 (октябрь 2011г)

                 736  мм.рт.ст                                

 ПРИЛОЖЕНИЕ  I

ПРИЛОЖЕНИЕ II  

ПРИЛОЖЕНИЕ III

ПРИЛОЖЕНИЕ IV

ПРИЛОЖЕНИЕ V

ПРИЛОЖЕНИЕ VI

ПРИЛОЖЕНИЕ VII

ПРИЛОЖЕНИЕ VIII

ПРИЛОЖЕНИЕ IX

ПРИЛОЖЕНИЕ X

ПРИЛОЖЕНИЕ XI