Основной физиологической функцией сердца является выброс крови в сосудистую систему. Поэтому количество изгоняемой из желудочка крови является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца.

 Количество крови, выбрасываемой желудочком в минуту, называется минутным объемом кровотока. Он одинаков для правого и левого сердца. В состоянии покоя минутный объем (МОК) равен около 4,5-5 л. Он одинаков для правого и левого желудочков. При ритме 70-75 в мин он составляет 65-70 мл крови. Когда человек находится в состоянии покоя, МОК составляет в среднем 4,5—5,0 л. Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем крови (УОС), который равен количеству крови, выбрасываемым желудочком за одну систолу. При ритме сердеч­ных сокращений 70—75 в минуту систолический объем равен 65—70 мл крови. Следует заметить, что в покое в систолу из желудочков изгоняется примерно половина находящейся в них крови. Это создает резервный объем, который может быть мобилизован при необходимости быстрого и значительного увеличения сердечного выброса.

МОК = УОК х ЧСС.

Методы определения МОК могут быть различные. Наиболее точный - метод Фика, в котором используется количество потребленного в минуту кислорода и артериовенозная разница по кислороду:

МОК = О_2потр/(О_{2 арт.} - О_{2 вен}).

Например, если в минуту человек потребил 400 мл кислорода, а из артериальной крови поглотилось 8% кислорода (20%-12%), то это значит, что для переноса 8 мл кислорода надо 100 мл крови, а для 400 мл - 5000 мл. Однако, для точности по методу Фика надо брать пробы венозной крови из правого сердца при помощи сердечного зондирования. Есть другие методы, основанные, например, на разведении краски в крови и определении скорости ее циркуляции. Можно использовать и радиоактивные изотопы. При использовании метода Фика необходимо брать смешанную венозную кровь из правой половины сердца. Венозную кровь у человека берут из правой половины сердца при помощи катетера, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Метод Фика, являясь наиболее точным, не получил широкого распространения в практике из-за технической сложности и трудоемкости (необходи­мость катетеризации сердца, пунктирование артерии, определение газообмена).

Для определения МОК разработан ряд других методов. Многие из них основаны на принципе разведения индикаторов, который состоит в том, что находят разведение и скорость циркуляции какого-либо вещества, введенного в вену. В настоящее время широко применяют некоторые краски и радиоактивные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правые отделы сердца, малый круг кровообращения, левые отделы сердца и поступает в артерии большого круга кровообращения, где и определяют его концентрацию. Сначала она волнообразно нарастает, затем падает. Через некоторое время, когда порция крови, содержавшая максимальное количество вещества, вторично пройдет через левые отделы сердца, его кон­центрация в артериальной крови вновь немного увеличивается (так называемая волна рециркуляции). Замечают время от момента введения вещества до начала рециркуляции и вычерчивают кривую разведения, т. е. изменения концентрации (нарастания и убыли) исследуемого вещества в крови. Зная количество вещества, введенного в кровь и содержащегося в артериальной крови, а также время, потребовавшееся на прохождение всего количества введенного ве­щества через систему кровообращения, можно вычислить минутный объем кровотока в л/мин по формуле:

МОК=60* J/ C* T,

где J — количество введенного вещества, мг; С — средняя концен­трация вещества, вычисленная по кривой разведения, мг/л; Т — длительность первой волны циркуляции, сек.

Используют также метод интегральной реографии. Реография (импендансография) — метод регистрации электрического сопротивления тканей человеческого тела электрическому току, пропу­скаемому через тело. Чтобы не вызвать повреждения тканей, используют токи сверхвысокой частоты и очень небольшой силы. Сопротивление крови значительно меньше, чем сопротивление тка­ней, поэтому увеличение кровенаполнения тканей значительно снижает их электрическое сопротивление. Если регистрировать суммарное электрическое сопротивление грудной клетки в несколь­ких направлениях, то периодические резкие уменьшения его воз­никают в момент выброса сердцем в аорту и легочную артерию систолического объема крови. При этом величина уменьшения сопротивления пропорциональна величине систолического выброса. Помня об этом и используя формулы, учитывающие размеры тела, особенности конституции и т. д., можно по реографическим кривым определить величину систолического объема крови, а умножив ее на число сердечных сокращений, — получить величину МОК. В кардиохирургической практике для определения МОК используют методы оценки объемной скорости кровотока в аорте, так как через аорту протекает весь МОК, за исключением коро­нарного кровотока. Методы определения объемной скорости потока в сосудах (ультразвуковая и электромагнитная флоуметрия) описаны ниже.

Изменение минутного объема крови при работе. Систолический и минутный объемы кровотока — величины непостоянные. Их значения изменяются в зависимости от того, в каких условиях находится организм, и какую работу он совершает. При мышечной работе отмечается значительное увеличение МОК до 25—30 л, что может быть обусловлено учащением сердечных сокращений и увеличением систолического объема за счет использования резервного объема. У нетренированных лиц МОК увеличивается обычно за счет учащения ритма сердечных сокращений. У тренированных при работе средней тяжести происходит увеличение систолического объема и гораздо меньшее, чем у нетренированных, учащение ритма сердечных сокращений. В случае очень тяжелой работы, например при требующих огромного мышечного напряжения спортивных соревнованиях, даже у хорошо тренированных спортсменов наряду с увеличением систолического объема отмечается учащение сердечных сокращений, а, следовательно, и увеличение кровоснабжения работающих мышц, в результате чего создаются условия, обеспечивающие большую работоспособность. Число сердечных со­кращений у тренированных может достигать при большой нагрузке 200—220 в минуту.

Систолический и минутный объемы кровотока не являются постоянной величиной. Наоборот, они очень изменчивы и сильно меняются при различных условиях. При мышечной работе происходит очень значительное увеличение минутного объема - до 20 л. Это происходит как за счет увеличения ЧСС, так и за счет ударного объема. У нетренированных - преимущественно за счет ЧСС, у тренированных - больше за счет УОС. Минутный объем сердца изменяется при гипоксии, при заболеваниях сердца и сосудов, при анемии и пр..

Принято так же рассчитывать величину сердечного индекса, представляющего собой отношение МОК в л/мин к поверхности тела в м². Средняя величина этого показателя для "стандартного" мужчины равна 3 л/мин*м². Минутный и систолический объемы крови и сердечный индекс объединяются общим понятием — сердечный выброс.