Сердце человека работает на протяжении всей его жизни – во время работы, отдыха и сна. Обычно мы не думаем о нём, оно сокращается независимо от нашего сознания. Мы не можем управлять работой сердца. Но сердце не всегда работает одинаково. В полном покое оно перекачивает около 5 литров крови в минуту, а при физических нагрузках эта величина может достигать 30 литров. При волнении, переживаниях, восторге, интенсивной мышечной деятельности, физической работе, занятиях спортом частота сердечных сокращений увеличивается. Недаром говорят: «Сердце готово выскочить из груди». А во время сна частота сердечных сокращений уменьшается.
Сердце в значительной степени способно к самостоятельной регуляции силы своих сокращений.
Один из главных механизмов саморегуляции связан с изменением длины мышечных волокон миокарда. Чем больше крови притекает к сердцу во время расслабления, тем больше растянуты мышечные волокна и тем сильнее они сокращаются.
Увеличение силы сокращения сердечной мышцы в ответ на её растяжение называется законом сердца. Благодаря такому механизму сердце работает как насос, который прокачивает поступающую к нему кровь.
Хоть сердце и имеет свою собственную систему регуляции, для его нормальной работы необходим контроль нервной системы. Она приспосабливает силу и частоту сердечных сокращений к запросам работающих органов. Когда человек отдыхает, сердце работает медленнее, при физической нагрузке сердце работает сильнее и чаще.
Так происходит потому, что к сердцу подходят два нерва: симпатический, который ускоряет деятельность сердца, и блуждающий (или парасимпатический), замедляющий сердечную деятельность.
Влияние нервной системы на деятельность сердца легко установить в экспериментах на животных. Если у собаки или крысы раздражать электрическим током блуждающий нерв, то сокращения сердца становятся более редкими и менее сильными. При стимуляции симпатических нервов, идущих к сердцу, его сокращения учащаются и усиливаются.
Работа сердца регулируется не только нервным, но и гуморальным путём, который осуществляется через кровь. Например, надпочечники вырабатывают гормон адреналин, который усиливает и учащает сердечные сокращения.
А гормон ацетилхолин снижает частоту сердечных сокращений.
Способность к работе сердечной мышцы зависит от ионного состава крови. Увеличение концентрации ионов калия тормозит работу сердца, а избыток ионов кальция, наоборот, усиливает его работу.
Сердце человека адаптируется к физическим нагрузкам только при условии согласованных действий собственно сердечных, нервных и гуморальных механизмов регуляции функций.
Если извлечь сердце из трупа недавно погибшего человека и пропустить через его сосуды питательную жидкость, которая обогащена кислородом, то оно может некоторое время сокращаться вне организма. Это происходит потому, что в мышце сердца находятся особые структуры, способные обеспечивать его работу.
Способность сердца ритмически возбуждаться без внешних раздражений под влиянием импульсов, возникающих в нём самом, называется автоматизмом.
Регуляция работы кровеносных сосудов также осуществляется нервным и гуморальным путём.
Симпатический нерв усиливает деятельность сердца, но при этом сужает сосуды, отходящие от него. В результате этого повышается давление на стенки сосудов.
Когда оно достигает максимального уровня, в работу включается блуждающий нерв, который ослабляет деятельность сердца и в тоже время расширяет просвет кровеносных сосудов.
Гормон адреналин сужает большинство сосудов (артерии кожи, органов брюшной полости и лёгких). Ацетилхолин, наоборот, расширяет протоки кровеносных сосудов.
Интенсивность поступления крови в ткани зависит от их потребности в питательных веществах и кислороде, а также от накопления продуктов обмена.
У человека в состоянии покоя заполнено кровью только около 30 процентов капилляров. Увеличение содержания продуктов обмена веществ в тканях приводит к расширению функционирующих сосудов и заполнению кровью незаполненных капилляров и артериол.
В стенках большинства сосудов находится гладкая мышечная ткань. Благодаря её сокращению и расслаблению происходит изменение диаметра сосудов. В стенках капилляров нет мышечного слоя, поэтому величина их просвета зависит от давления в артериолах и лежащих рядом тканях.
Когда происходит расширение сосудов в одних участках тела, то в других участках наблюдается их рефлекторное сужение.
Именно по этой причине после приёма пищи мышцы тела получают меньшее количество крови, чем пищеварительная система, и, наоборот, при физической нагрузке органы брюшной полости хуже снабжаются кровью, чем мышцы.
Главным отделом нервной системы, который отвечает за работу сосудов, является сосудодвигательный центр.
Он расположен в продолговатом мозге. Его активность регулируется нервными импульсами, которые поступают от чувствительных нервов и других отделов центральной нервной системы. Свидетельством таких явлений является покраснение или, наоборот, бледность кожи лица при волнении или испуге.
Выводы
Сердце обладает автоматизмом – сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нём самом. Нормальная работа сердца возможна только при условии согласованных действий собственно сердечных, нервных и гуморальных механизмов регуляции функций. Симпатический нерв ускоряет и увеличивает работу сердца и сужает просвет сосудов, блуждающий нерв – тормозит работу сердца и расширяет кровеносные сосуды. На сердце и сосуды также влияют гуморальные факторы, например адреналин и ацетилхолин, соли кальция и калия.