Лекция 8
Общая физиология сердца
ПЛАН
Понятие о кровообращении.
Физиологические свойства сердца и их отличия от скелетной мускулатуры, специфика сердечного сокращения.
Производительность работы сердца тренированных и нетренированных людей. Методы определения.
Давление крови, факторы его обуславливающие. Методы измерения кровяного давления, величины давления крови (Мax, Мin, пульсовое).
Объемная, линейная скорость кровотока, кругооборот крови в покое и при мышечной работе.
Понятие о кровообращении.
Клетки многоклеточных организмов теряют непосредственный контакт с внешней средой и находятся в окружающей их жидкой среде — межклеточной, или тканевой, жидкости, откуда черпают необходимые вещества и куда выделяют продукты обмена. Состав тканевой жидкости постоянно обновляется благодаря тому, что эта жидкость находится в тесном контакте с непрерывно движущейся кровью. Из крови в тканевую жидкость проникают кислород и другие необходимые клеткам вещества; в кровь, оттекающую от тканей, поступают продукты обмена клеток. Помимо крови, от тканей оттекает лимфа, которая также уносит часть продуктов обмена.
Кровь движется по кровеносным сосудам благодаря периодическим сокращениям сердца. Многообразные функции крови могут осуществляться лишь при ее непрерывном движении в сосудах.
Таким образом под кровообращением понимают непрерывное движение крови по сосудистой системе (по артериям, капиллярам, венам, т.е. кровеносным сосудам, а также лимфатическим сосудам) организма.
К системе кровообращения относятся:
· Сердце – источник энергии, обеспечивающей движение крови;
· Сосуды, выполняющие транспортную и перераспределительную функции (артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены).
Наука, изучающая движение крови по сосудам, получила название гемодинамики. Она является фрагментом гидродинамики — науки, изучающей движение жидкости.
У всех млекопитающих и птиц полностью разделенные большой и малый круги кровообращения и четырехкамерное сердце с правым и левым желудочками. Впервые движение крови по замкнутым сосудистым кругам описал английский врач У.ГАРВЕЙ (1628).
В сосудистой системе выделяют 2 отдела (или круга):
· Малый круг – движение крови по сосудам лёгких (легочные артерии, артериолы, капилляры и вены).
· Большой круг – кровообращение во всех остальных органах и тканях.
Оттекающая от тканей венозная кровь поступает в правое предсердие, а оттуда в правый желудочек. При сокращении его кровь нагнетается в легочную артерию. Протекая через легкие, она отдает углекислый газ и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, а оттуда в левый желудочек. При сокращении последнего она нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие.
Главная функция кровообращения – транспортная. Благодаря движению по всему телу кровь переносит различные вещества из одного места в другое, осуществляя тем самым основную функцию – поддержание постоянства внутренней среды организма.
Физиологические свойства сердца и их отличия от скелетной мускулатуры, специфика сердечного сокращения.
Сердце представляет собой полый мышечный орган, разделенный продольной перегородкой на изолированные друг от друга правую и левую половины. Каждая из них состоит из предсердия и желудочка, разделенных фиброзными перегородками. Односторонний ток крови из предсердий в желудочки и оттуда в аорту и легочную артерию обеспечивается клапанами, находящимися у входного и выходного отверстий желудочков. Открытие и закрытие клапанов зависят от величины давлений по обе их стороны. (Кино-клапаны).
Толщина стенок разных отделов сердца неодинакова. Это обусловленоразличиями в мощности производимой работы. Наибольшая работа выполняется мышцами левого желудочка, толщина стенки которого достигает 10—15 мм. Стенки правого желудочка несколько тоньше (5—8 мм), еще тоньше стенки предсердий (2—З мм)
Размеры сердца обусловлены объемом его полостей и толщиной стенок. Эти величины зависят от размеров тела, возраста, пола и двигательной активности человека.
Сердечная мышца, как и скелетная, обладает:
· возбудимостью,
· проводимостью,
· сократимостью.
Физиологическими особенностями сердечной мышцы является удлиненный рефрактерный период и автоматия.
Автоматия сердца. Способность сердца ритмически сокращаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, называется автоматией сердца.
В сердце различают рабочую мускулатуру, представленную поперечнополосатой мышцей, в которой клетки кардиомиоциты образуют функциональный синцитий, а также атипические мышечные клетки (пейсмекеры), в которых возникает и проводится возбуждение. Клетки этой ткани богаты протоплазмой, поперечная же исчерченность в них выражена менее четко. К узлам атипической ткани подходят нервные волокна от блуждающих и симпатических нервов.
Скопление атипических клеток образуют проводящую систему сердца, в которую входят:
синоатриальный узел – синусовый или предсердно-синусный, или узел Кисс-Фляка (водитель ритма первого порядка), располагающегося на задней стенке правого предсердия у места впадения полых вен;
атриовентрикулярный узел – предсердно-желудочковый или узел Ашоф-Тавара, (водитель ритма второго порядка), находящийся в правом предсердии вблизи перегородки между предсердиями и желудочками;
пучок Гиса, (водитель ритма третьего порядка), отходит от атриовентрикулярного узла одним стволом, а затем делится на две ножки (ножки пучка Гиса), идущие к правому и левому желудочкам по межжелудочковой перегородке. Заканчивается пучок Гиса в толще мышц волокнами яна Пуркинье, проводящими возбуждение к мускулатуре желудочков, контактирующие с клетками сократительного миокарда.
Синоатриальный узел является ведущим в деятельности сердца (главный водитель ритма), в нем генерируются импульсы с частотой 60-80 ударов в минуту, определяющие частоту сокращений сердца. В норме атриовентрикулярный узел и пучок Гиса являются только передатчиками возбуждения из ведущего узла к сердечной мышце. Однако им присуща способность к автоматии, только выражена она в меньшей степени, чем у синоатриального узла, и проявляется лишь в условиях патологии. Атриовентрикулярный узел способен генерировать импульсы с частотой 40-50 в минуту, пучок Гиса – 30-40, волокна Пуркинье – 10-20 импульсов в минуту, т.е. способность к автоматии в сердечной мышце уменьшается по мере удаления от основания к верхушке сердца. Такая последовательность называется убывающий градиент автоматии (У. Гаскелл, 1887).
Возбудимость сердца. В сердце в отличие от других возбудимых тканей имеется значительно выраженный и удлиненный рефрактерный период (0,27 с). Он характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение ее активности. Выделяют абсолютный и относительный рефрактерный период (р.п.). Во время абсолютного р.п. какой бы силы не наносили раздражения на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Он соответствует по времени систоле и началу диастолы предсердий и желудочков. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на раздражители. Во время относительного р.п. возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период мышца может ответить на раздражитель сильнее порогового. Он обнаруживается во время диастолы предсердий и желудочков.
Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в сердечной мышце необходимо применить более сильный раздражитель, чем для скелетной. Установлено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, механических, химических и т. д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое, и на более сильное (сверхпороговое) по величине раздражение (закон Всё или Ничего).
Проводимость сердца. Она обеспечивает распространение возбуждения от клеток водителей ритма по всему миокарду. Распространение возбуждения по сердцу осуществляется электрическим путем. Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и атипической ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8—1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков— 0,8—0,9 м/с, по клеткам проводящей системы сердца—0,2 - 4,2 м/с. Наибольшей проводимостью обладают волокна Пуркине – 3,0 - 4,2 м/с. В атриовентрикулярном узле скорость проведения возбуждения равна 0,2 м/с, в пучке Гиса – 1,0 – 1,5 м/с. При прохождении возбуждения через атрио-вентрикулярный узел возбуждение задерживается на 0,02-0,04 с - это так называемая атрио-вентрикулярная задержка. Она обеспечивает координацию (последовательность) сокращения предсердий и желудочков и позволяет предсердиям нагнетать дополнительную порцию крови в полости желудочков до начала их сокращения
Время полного охвата возбуждением желудочков – 0,01 – 0,015 с.
Сократимость сердечной мышцы. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы предсердий, затем - папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол.
В отличие от скелетных мышц, сократительная реакция которых нарастает при увеличении силы раздражителя сверх пороговой величины, для сердечной мышцы пороговое раздражение является одновременно и максимальным (закон «все или ничего»). Этот обусловлено тем, что волокна миокарда соединены протоплазматическими мостиками. Благодаря выраженному р.п..р.рррр.п. сердечная мышца неспособна к тетаническому (длительному) сокращению и совершает свою работу по типу одиночного мышечного сокращения.