ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Система кровообращения состоит из сердца и сосудов. Многообразные функции крови могут осуществляться только при непрерывном движении в сосудах, то есть, при кровообращении.
Основные функции кровообращения
1. Трофическая – перенос кислорода и питательных веществ
2. Экскреторная – удаление продуктов метаболизма
3. Регуляторная – перенос гормонов и БАВ, перераспределение жидкости и поддержание температурного баланса в организме.
Кровообращение определяется деятельностью сердца, работающего как насос и тонусом периферических сосудов.
Физиология сердца
Микроструктура и физиология сердечной мышцы
Мышечная ткань состоит из отдельных клеток – миоцитов. Различают два типа миоцитов: сердечные проводящие миоциты и сократительные миоциты. У кардиомиоцитов имеется внешняя оболочка (сарколемма), ядро, митохондрии и продольные сократительные элементы – миофибриллы.
Характерной особенностью ткани сердечной мышцы является наличие в области вставочных дисков зон плотного прилегания мембран кардиомиоцитов – нексусов. В области нексусов создается низкое электрическое сопротивление, по сравнению с другими областями клеточной мембраны, что обеспечивает быстрый переход возбуждения с одного мышечного волокна на другое. Такое псевдосинцитиальное строение определяет ряд особенностей сердечной мышечной ткани.
1) Возбуждение распространяется во всех направления от места возникновения (показано Энгельманом – поперечное и продольное сокращение)
2) Сердечная мышца в отличие от поперечнополосатой скелетной подчиняется закону «все или ничего »: то есть не отвечает на подпороговые стимулы, а на пороговые и сверхпороговые отвечает сокращением с максимальной амплитудой.
3) Не дает тетануса. В отличие от скелетной. Если последующее раздражение совпадает с периодом сокращения (систолы), то мышца не будет сокращаться, а если совпадает с периодом расслабления (диастолы) – то вместо зубчатого тетануса сердечная мышца ответит одним внеочередным сокращением (экстрасистолой). Это происходит потому, что период абсолютной рефрактерности совпадает с фазой систолы, за которой следует короткий (0,05с) период относительной рефрактерности и период супернормальной возбудимости (0,03с).
4) Закон Старлинга - сила сокращения волокон сердечной мышцы зависит от их первоначальной длины во время покоя. Чем сильнее растяжение полостей сердца кровью, тем мощнее систола, тем больше крови выбрасывается при одной систоле.
Свойства сердечной мышцы
Возбудимость
Автоматия
Проводимость
Сократимость (и способность к расслаблению)
Рефрактерность
Механическая работа сердца просто проговорить
Каждый сердечный цикл состоит из последовательных и одинаковых сокращения (систола) и расслаблений (диастола) При ЧСС =75 время 0,8с
1) Сокращение предсердий начинается в области устья полых вен, они сжимаются (перекрываются), часть крови попадает в желудочки через предсердно-желудочковые клапаны (правый 3-х створчатый - митральный от малого круга кровообращения, левый – 2-створчатый – от большого круга кровообращения), давление в предсердиях возрастает 3-8 мм.рт.ст.
2) При сокращении желудочков кровь устремляется в сторону предсердий и тем самым захлопывает створки клапанов, отделяющих предсердия от желудочков.
3) Увеличение давления в желудочках при их сокращении (систоле) приводит к изгнанию крови из желудочков только в направлении артерий. (Из большого круга в аорту, из малого круга кровообращения в легочную артерию).
4) Во время диастолы предсердий и желудочков давление в камерах сердца падает практически до нуля:
А) за счет отрицательного давления в правом предсердии кровь засасывается назад из вен в предсердие
Б) отрицательное давление в плевральной полости
В) остаточная движущая сила вызванная предыдущим сокращением
Г) мышечно-венозная помпа (артерии и вены имеют мышечную обкладку, сокращение мышц ведет к продвижению по венам)
Фазы сердечного цикла
I сокращение начинается с систолы предсердий 0,1с (возбуждение от синусного узла сначала поступает к предсердиям, затем с задержкой в 0,1 с к желудочкам)
II систола желудочков (0,33) начинается после систолы предсердий
Систола желудочков включает два периода: период напряжения (0,08 с) и период изгнания (0,25 с)
Период напряжения состоит из асинхронного сокращения волокон миокарда, в этот период процесс возбуждения и следующий за ним процесс сокращения распространяются по миокарду 0,05 с. Сначала давление в желудочках близко к нулю, затем давление в желудочках начинает стремительно нарастать.
Период изометрического сокращения 0,03 с. Начинается с захлопывания створок пердсердно-желудочковых клапанов (атрио-вентрикулярного). При этом возникает 1-й или систолический тон сердца. Смещение створок и захлопывающей их крови в сторону предсердий вызывает подъем давления в предсердиях. Давление в желудочках нарастает (в левом до 70-80 мм.рт.ст., в правом до 15-20 мм.рт.ст.)
Створчатые и полулунные клапаны (вход и выход из желудочков) еще закрыты, объем желудочков остается постоянным, длина волокон не изменяется, увеличивается только их напряжение. Левый желудочек быстро приобретает округлую форму и с силой ударяет о внутреннюю поверхность грудной клетки, в этот момент ощущается сердечный толчок.
К конце этого периода давление в желудочках быстро нарастает, становится больше, чем в аорте и легочной артерии, кровь устремляется в сосуды, прижимает лепестки полулунных клапанов к стенкам сосудов. Наступает следующий период.
Период изгнания крови из желудочков длится 0,25 с и состоит из двух фаз быстрого (0,12 с) и медленного (0,13 с) изгнания. Давление в желудочках нарастает (левый до 120-130 мм.рт.ст., правом до 25 мм.рт.ст.), в конце фазы изгнания миокард желудочков начинает расслабляться, наступает его диастола (0,47 с).
Давление в желудочках падает, кровь из аорты и легочной артерии устремляется обратно и захлопывает полулунные клапаны. При этом возникает 2-й или диастолический тон сердца.
Диастола желудочков 0,47 с
III Протодиастолический период – с начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов 0,04 с
IV После захлопывания полулунных клапанов давление падает до 0, створчатые клапаны еще закрыты, оставшийся объем крови, который еще не выброшен, и, следовательно длина волокон не изменяются – период изометрического расслабления (0,08 с).
V к концу изометрического расслабления давление в желудочках становится ниже, чем в предсердиях, открывается предсердно-желудочковый клапан. Начинается период наполнения желудочков кровью. Он имеет две фазы: быстрого наполнения (0,08 с) и медленного наполнения. Фазамедленного наполнения – диастозис.
Колебание стенок желудочков в следствие притока крови из предсердий вызывают 3-й тон сердца.
К концу фазы медленного наполнения возникает систола предсердий, предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови - пресистола желудочков (0,01с). Колебание стенок сердца, вызванное сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки ведет к появлению 4-го тона сердца.
Пресистола желудочков – предсердия сократились, а кровь еще поступает в елудочек.
Затем общая пауза 0,1 с. Сердце отдыхает.
Итак:
Систола предсердий 0,1
Систола желудочков 0,33
Диастола 0,47
Общая пауза 0,1
Минутный объем сердца МОС – количество крови, выбрасываемое сердцем за 1 минуту
Систолический объем – количество крови, выбрасываемое желудочком за одну систолу (около 70 мл)
Систолический объем *ЧСС = МОС
Сердечный индекс СИ – величина сердечного выброса, зависящая от веса и поверхности тела.
После каждого сердечного сокращения в сердце остается определенный объем крови – конечно-систолический объем 40-50 мл
Конечный диастолический объем –объем крови в желудочках во время диастолы 110-120 мл
Регуляция работы сердца
Внутрисердечные регуляторные механизмы:
Внутриклеточные механизмы регуляции
Регуляция межклеточных взаимодействий
Нервные механизмы – внутрисердечные периферические рефлексы
Внесердечные регуляторные механизмы:
Экстракардиальные нервные механизмы
Гуморальные механизмы регуляции сердечной деятельности
Внутрисердечные регуляторные механизмы (интракардиальные)
Внутриклеточные механизмы регуляции
Мы помним, что миокард – псевдосинцитий, состоит из отдельных клеток, соединенных вставочными дисками.
1) Регуляция синтеза белков, обеспечивающая сохранение структуры и функций кардиомиоцитов.
2) Изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с притоком к сердцу крови. ( гетерометрический механизм, получивший название «закон сердца», закон Франка Старлинга. Сила сокращения миокарда прямо пропорциональна степени исходной длины его мышечных волокон – то есть степени растяжения миокарда во время диастолы.) При растяжении актиновые нити все больше выдвигаются из пространства между миозиновыми, растет количество резервных мостиков между нитями и сильнее становится сокращение. Поэтому сердце перекачивает в артерию то количество крови, которое к нему пришло из вен.
Работает при средних растяжениях волокон.