Если внезапно остановить движущийся в какой-нибудь трубе поток жидкости, то перед местом остановки давление сразу повысится— кинетическая энергия движущегося столба жидкости на короткий момент превратился в давление. Это так называемый гидродинамический удар, или феномен Н.Е. Жуковского (им впервые подробно изучено образование этого явления).
Большинство авторов, занимавшихся изучением артериального давления, считают, что и в артериальной системе при определенных условиях можно наблюдать явления типа гидродинамического удара.
Известен феномен Хила, который заключается в том, что при одновременном измерении давления крови безынерционным эластическим манометром, вставленным в бедренную артерию и в одну из крупных артерий, непосредственно отходящих от аорты, систолическое давление в бедренной артерии оказывается выше, чем в аорте.
При экспериментальных исследованиях было показано, что если измерять давление в каком-либо крупном сосуде, например в сонной артерии, манометром, непосредственно соединенным с центральным отрезком артерии, и манометром, соединенным с Т-образной канюлей, вставленной в эту же артерию, то систолическое давление во втором случае будет более низким. Если зажать артерию дистальнее Т-образной канюли, то манометр будет показывать более высокие цифры систолического давления.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что при определенных условиях и в сосудистой системе может проявляться действие инерционных сил, определяемых как прирост давления.
В отличие от гидродинамического удара в трубах, где действие его прекращается, как только движение остановлено, в сосудистой системе он будет проявлять свое действие при каждом пульсовом ускорении, при каждой пульсации, когда сосуд сжат манжетой или непосредственно соединен с манометром.
Н.Н. Савицким на упрощенной гидродинамической схеме показано, что чем больше меняется скорость движения жидкости и скорость распространения пульсовой волны, тем больше прирост давления. С другой стороны, чем больше частота пульсации, тем меньше прирост давления.
Величина гемодинамического удара тем больше, чем место измерения давления дальше от аорты. Гемодинамический удар должен быть также тем больше, чем больше систолический объем сердца.
В организме условия для проявления инерционных сил в артериальной системе значительно сложнее. В отличие от опытов на модели, в сосудистой системе необходимо учитывать еще одно обстоятельство— ветвление сосудов.
По мере увеличения числа ветвей диаметр каждой из них уменьшается, тогда как суммарная площадь сечения ветвей увеличивается. Уменьшается, следовательно, масса крови, движущаяся в каждой отходящей от основного ствола ветви, и уменьшается скорость ее движения.
Следовательно, кинетическая энергия по мере уменьшения диаметра сосудов в каждом данном отрезке сосудистой системы будет уменьшаться. В области артериол действие инерционных сил практически исчезает. Разница между конечным и боковым систолическим давлением должна быть наибольшей примерно в области плечевой и, особенно, бедренной артерий. Затем она снова уменьшается.
Таким образом, на величину гемодинамического удара влияют:
1) скорость движения крови;
2) величина массы крови;
3) функциональное состояние крупных артериальных сосудов;
4) степень проходимости артериол.
По данным Н.Н. Савицкого, нарастание гемодинамического удара у больных гипертонической болезнью обычно сопровождается ухудшением общего состояния, усилением головных болей; оно часто предшествует кровоизлиянию на дне глаза, мозговому инсульту. Иными словами, высокие цифры гемодинамического удара могут указывать на надвигающуюся катастрофу в сосудистой системе. Увеличение его дает возможность предвидеть эту катастрофу и обязывает к срочному проведению действенных лечебно-профилактических мероприятий.
Чем относительно большая часть кинетической энергии, освобождаемой сердцем, будет превращаться в потенциальную энергию растянутой сосудистой стенки, тем меньше будет разница между боковым и конечным систолическим давлением, тем совершеннее будет работа сосудистой системы. Гемодинамический удар (ударное давление) следует определить как инерционный момент движущейся массы крови, когда при определенных условиях кинетическая энергия движения переходит в энергию давления. В организме такие инерционные силы создаются в основном в месте перехода артерий в артериолы.
Определив по тахоосциллограмме величину бокового и конечного систолического давлений, находим их разность, которая и будет составлять величину гемодинамического удара:
Кс—Бс = ГДУ.
В норме величина гемодинамического удара колеблется от 10 до 20 мм рт. ст. (в среднем 15 мм рт. ст.).
При гипертонических состояниях Гемодинамический удар значительно увеличивается, достигая 50—70 мм рт. ст.
Иногда при значительном увеличении ГДУ происходит разрыв сосудистой стенки, чему способствуют ее ригидность и склеротические изменения.