Главная | Обратная связь

Лекция 17: Физиология кровообращения.

ВОПРОСЫ, ИЗУЧАЕМЫЕ НА ЛЕКЦИИ

1. Сердце, строение и физиологические свойства, проводящая система.

2. Сердечный цикл, его фазы, систолический и минутный объем сердца, возрастные особенности.

3. Электрокардиограмма.

 

1. Кровообращение – непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и кровеносных сосудов. Сердце является мышечным полым органом, имеющим четыре камеры (два желудочка и два предсердия) с клапанным аппаратом, обеспечивающим односторонний ток крови. Деятельность системы кровообращения направлена на обеспечение обмена веществ и газообмена для окисления питательных веществ.

Сосудистая система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, откуда кровь поступает в аорту, через нее в артерии и далее в конечные ветвления в тканях, капилляры, где происходят усвоение питательных веществ и поступление в кровообращение конечных продуктов обмена веществ. Капилляры, сливаясь в венозные сосуды, заканчиваются верхней и нижней полыми венами в правом предсердии. Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка сердца легочным стволом, капиллярная система которого обеспечивает газообмен в легких, и заканчивается в левом предсердии четырьмя легочным венам, несущими артериальную кровь. Само сердце (как Вы знаете из курса «Анатомия») снабжается кровью за счет правого и левого коронарных сосудов, отходящих от аорты по выходе аорты из левого желудочка, кровообращение в которых возможно в фазу диастолы, при расслаблении миокарда.

Основные свойства сердечной мышцы: автоматия, возбудимость, проводимость, сократимость и рефрактерность (свойство расслабления).

Автоматией называется способность сердца к ритмическому сокращению без внешних раздражителей под воздействием импульсов, возникающих в нем самом. Автоматией обладают клетки атипической мышечной ткани, бедной миофибриллами, богатой саркоплазмой, образующей проводящую систему сердца. В нее входят синоатриальный узел (Кис–Фляка), располагающийся в устье полых вен (главный водитель ритма сердца); атрио-вентрикулярный узел (Ашофф-Тавара) – в правом предсердии в межпредсердной перегородке; предсердно-желудочковый пучок Гиса, разветвляющийся на правую и левую ножки в межжелудочковой перегородке, заканчивающиеся в миокарде в виде сети миоцитов (волокон Пуркинье). Спонтанный ритм импульсов, исходящих из синоатриального узла и наличие в миокарде связей мышечных клеток (нексусов) приводит в состояние возбуждения весь миокарда. Существует так называемый градиент автоматии, выражающийся в снижении способности клеток проводящей системы к самовозбуждению по мере их удаления от узла Кис–Фляка. Автоматия обусловлена изменением мембранных потенциалов в водителе ритма, что связано со сдвигом концентрации калия и натрия в миоцитах, содержания кальция в миокарде, рН и температуры внутренней среды организма и т.д. Механизм автоматии по некоторым данным связан с нестабильностью низкого (45-60 МВ) потенциала пейсмейкеровых клеток в покое по сравнению кардиомиоцитами в период диастолы, с чем связно развитие медленной диастолической деполяризации, которая, достигнув критического уровня, приводит к развитию спайкового разряда.

В основе процесса возбудимости лежит возникновение потенциала действия в ответ на раздражители. Сердце реагирует на раздражитель по закону «Все или ничего», т.е. или не отвечает на раздражение, или отвечает на пороговое раздражение максимальным сокращением.

Возбудимостью сердца называют свойство миокарда отвечать на действие раздражителя возбуждением, т.е. способностью кардиомиоцитов генерировать распространяющийся потенциал действия, заканчивающийся сокращением сердечной мышцы. В потенциале действия электрической возбудимости миокарда выделяют: 1) быструю начальную деполяризацию – фаза 0/1; 2) медленной реполяризации или плато-фазу; 3) быструю реполяризацию – фаза 3; 4) фазу покоя, или фазу медленной диастолической реполяризации – фаза 4.

Фаза 0/1 обусловлена активацией быстрых натриевых каналов кардиомиоцитов. Деполяризация мембраны (с -90 мВ на +30 мВ) вызывает активацию медленных натрий-кальциевых каналов. Поток Са ²  внутрь клетки по этим каналам приводит к развитию плато потенциала действия (фаза 2), в течение которой кардиомиоциты переходят в состояние абсолютной рефрактерности, т.е. невосприимчивости к повторному раздражению. В силу достаточно длительного периода абсолютной рефрактерности сердечная мышца не может сокращаться по типу тетануса. Активация калиевых каналов и инактивация кальциевых каналов (фаза 3) обеспечивает процесс быстрой реполяризации. В результате возбудимость миокардиальных клеток восстанавливается, миокард находится в состоянии относительной рефрактерности. В этот период мышца сердца может сократиться на повторный стимул внеочередным сокращением (экстрасистола), при этом последующее расслабление будет более длительным (компенсаторная пауза). Далее наступает состояние покоя и медленной диастолической деполяризации, характеризующейся повышенной возбудимостью миокарда, совпадающей по времени с диастолическим расслаблением сердца.

Проводимость сердца это способность распространения возбуждения от клеток водителей ритма по всему миокарду. Сократимость сердечной мышцы обуславливает увеличение напряжения или укорочение ее мышечных волокон при возбуждении, при этом функция возбуждения связана с поверхностной клеточной мембраной, а сокращение – функция миофибрилл. Сила сокращения сердца прямо пропорциональна длине его мышечных волокон, т.е. чем больше сердце растянуто, тем оно сильнее сокращается во время систолы. Эта особенность сердечной мышцы, установленная О.Франком и Е.Старлингом, получила название закона Франка–Старлинга.

2. В безостановочной работе сердца выделяют период сокращения сердца (систолу) и его расслабления (диастолу). Период, охватывающий систолу и диастолу, называют сердечным циклом, который включает систолу предсердий, систолу желудочков и общую диастолу сердца. Их величина зависит от частоты сердечных сокращений (при 75 ударах в 1 минуту сердечный цикл составляет 0,8 с, в частности, систола предсердий 0,1 с, систола желудочков – 0,33 с, общая диастола сердца – 0,37 с).

Пульс – колебание стенок сосудов в такт сокращениям сердца отражает сердечный цикл. Пульс в норме у взрослого человека составляет 60–80 ударов в минуту. Частота сердечных сокращений менее 60 ударов в 1 минуту называется брадикардией, а более 90 – тахикардией. У здоровых людей в покое может наблюдаться синусовая аритмия (дыхательная аритмия), при которой разница между отдельными сердечными циклами может достигать 0,2–0,3 с. Данная разница обусловлена фазами дыхания, учащением сердечного ритма на вдохе, его замедлением на выдохе в связи с повышенным тонусом блуждающего нерва. Для детального анализа отдельного пульсового колебания производится его графическая регистрация с помощью специальных приборов – сфигмографов. В сфигмограмме на крупных артериях различают две основные пульсовые волны, связанные с выбросом крови из сердца – подъем (анакроту) и расслаблением сердца – спад (катакроту), на фоне последней создается вторичная пульсовая волна (дикротический подъем), обусловленная возвратом крови к сердце и ударом ее о закрытые полулунные клапаны аорты.

Скорость распространения пульсовой волны с возрастом нарастает, так как увеличиваются упругие свойства артерий. Особенно значительно она повышается с 13–и лет, причем в артериях мышечного типа в большей мере, чем в артериях эластического типа. Например, в артериях мышечного типа рук она увеличивается от 7 до 18 лет с 6,5 до 8 м/с., а ног – с 7,5 до 9,5 м/с. В артериях эластического типа (нисходящей аорте) скорость распространения пульсовой волны с 7 до 16 лет изменяется меньше, с 4 до 5 м/с.

Сокращения сердца создают звуки (тоны), которые можно уловить на слух с помощью фонендоскопа (метод аускультации). Первый (систолический) – низкий, связан с сокращением миокарда желудочков, колебаниями створок предсердно-желудочковых клапанов и вибрацией сухожильных нитей; второй (диастолический) – короткий и более высокий, возникает в момент закрытия полулунных клапанов аорты и легочного ствола. Изменение характера тонов, появление шумов позволяет судить о развитии функциональных и патологических состояний.

Сократительную способность сердца характеризует ударный или систолический объем крови, выбрасываемой желудочком за одно сокращение, а за 1 минуту - минутный объем крови. Сердечный индекс – это отношение минутного объема крови к площади поверхности тела.

К возрастным особенностям кровообращения у детей относится малые размеры сердца, его поперечное положение, преобладание правого отдела над левым, эластичность артерий, поперечное сечение аорты большее, чем у легочного ствола, одинаковая емкость венозной и артериальной систем. Время кругооборота крови у детей меньше, чем у взрослых в связи с тахикардией и короткой протяженностью сосудов, что определяет высокую интенсивность обмена веществ (использования жирных кислот, фофорилирования). Для детей характерна дыхательная аритмия. Сердечный цикл характеризуется значительной вариабельностью, половыми различия частоты сокращений сердца: у мальчиков она реже, чем у девочек. У новорожденных систолический (ударный) и минутный объем крови значительно меньше, чем у взрослых (2,5 мл и 340 мл), однако, по отношению к массе тела минутный объем превышает таковой у взрослых.

3. Деятельность сердца сопровождается появлением биотоков, проецирующихся на поверхность тела, которые можно записать с помощью прибора, электрокардиографа. Кривая записи биотоков сердца – электрокардиограмма (ЭКГ) позволяет судить об автоматии, возбудимости, проводимости и сократимости сердечной мышцы. Метод электрокардиографии разработан В. Эйнтховеном в 1902 г.

В сердце здорового человека на ЭКГ отчетливо видны, пять зубцов, из которых три обращены вверх (Р, R, Т), а два – вниз (Q, S). Зубец Р отражает электрические явления в предсердиях, интервал Р–Q – время проведения возбуждения от предсердия к желудочкам (0,12–0,20 c), а комплекс QRS (0,06–0,09 с) характеризует возбуждение желудочков, а интервал ST и зубец T – процессы восстановления в желудочках, т.е. реполяризацию. Интервал Q–T (0,36–0,40 с) называется электрической систолой сердца. Продолжительность сердечного цикла определяют по интервалу R–R.

К особенностям ЭКГ детей относятся правограмма; более короткая продолжительность зубцов и интервалов; значительные колебаниями высоты зубцов; деформация комплекса QRS; синусовая аритмия. На ЭКГ детей школьного возраста преобладает нормо- и левограмма.

Контрольные вопросы для самоподготовки студентов.

1.Значение системы кровообращения в обеспечении обмена веществ. Что включает понятие кругов кровообращения?

2.Функции предсердий, желудочков, клапанов сердца.? Связь большого и малого кругов кровообращения?

3.Миокард, его физиологические свойства? Что включает в себя проводящая система сердца? Автоматия клеток проводящей системы?

4.Основные законы кровообращения.

5.Артериальный пульс, его происхождение, регистрация пульса простыми методами. Сфигмограмма.

6.Общее представление о прослушивании сердца (аускультации). Чем вызвано появление тонов сердца? Какое это имеет практическое значение?

7.Какие физиологические показатели характеризуют сократительную способность миокарда? Что такое систолический СОК и МОК?

8.В чем проявляются особенности системы кровообращения в детском, подростковом и юношеском возрасте?

9. Что такое экстрасистола?

10. Охарактеризуйте показатели нормальной ЭКГ.

Ссылки на литературные источники, приведенные в рабочей программе дисциплины.
Основная литература.

1.Лекционный материал кафедры медико-биологических основ физического воспитания и смежных дисциплин.

2.Солодков, А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник./ А.С.Солодков, Е..Б.Сологуб . М.: Олимпия Пресс, 2005.- 527 с., С. 111–116, 384–385, 419–420.

Дополнительная литература.

1. Физиология человека / под ред. В.М.Смирнова. М.: Медицина, 2001, 608 с. С. 271–273, 297–308, 327–331.

2. Физиология человека / под ред. Г.И.Косицкого. М., 1985. 559 c., С. 241–255.