Спр. материал / КРОВООБРАЩЕНИЕ / 01.ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Основными составляющими цикла сердеч­ной деятельности являются систола (сокра­щение) и диастола (расширение) предсердий и желудочков. До настоящего времени нет единого мнения о фазах цикла и смысле тер­мина «диастола». Некоторые авторы диасто­лой называют только процесс расслабления миокарда. Большинство авторов включают в диастолу как период расслабления мускула­туры, так и период покоя (пауза), для желу-

дочков это период наполнения. Очевидно, следует выделять систолу, диастолу и покой (паузу) предсердий и желудочков, поскольку диастола, как и систола, — динамический процесс.

Цикл сердечной деятельности разделяют на три основные фазы, каждая из которых имеет периоды.

Систола предсердий — 0,1 с (дополнитель­ное наполнение желудочков кровью).

Систола желудочков — 0,33 с. Период на­пряжения — 0,08 с (фаза асинхронного со­кращения — 0,05 с и фаза изометрического сокращения — 0,03 с).

Период изгнания крови — 0,25 с (фаза бы­строго изгнания — 0,12 с и фаза медленного изгнания — 0,13 с).

Общая пауза сердца 0,37 с (период рас­слабления — диастола желудочков и их покоя, совпадающий с окончанием покоя предсердий).

Период расслабления желудочков — 0,12 с (протодиастола — 0,04 с и фаза изометричес­кого расслабления — 0,08 с).

Период основного наполнения желудоч­ков кровью — 0,25 с (фаза быстрого наполне­ния — 0,08 с и фаза медленного наполне­ния — 0,17 с).

Весь цикл сердечной деятельности длится 0,8 с при частоте сокращений 75 в 1 мин. Диастола желудочков и их пауза при такой частоте сердечных сокращений составляют 0,47 с (0,8 с — 0,33 с = 0,47 с), последние 0,1 с совпадают с систолой предсердий. Гра­фически цикл представлен на рис. 13.2.

Рассмотрим каждую фазу цикла сердечной деятельности.

А. Систола предсердий обеспечивает до­полнительную подачу крови в желудочки, она начинается после общей паузы сердца. К этому моменту вся мускулатура предсердий и желудочков расслаблена. Открыты атрио-вентрикулярные клапаны, они провисают в желудочки, расслаблены сфинктеры, пред­ставляющие собой кольцевую мускулатуру предсердий в области впадения вен в пред­сердия и выполняющие функцию клапанов.

Поскольку весь рабочий миокард расслаблен, давление в полостях сердца равно нулю. Из-за градиента давления в полостях сердца и артериальной системе полулунные клапаны закрыты.

Возбуждение и, следовательно, волна со­кращения предсердий начинаются в области впадения полых вен, поэтому одновременно с сокращением рабочего миокарда предсер­дий сокращается и мускулатура сфинктеров, выполняющих функцию клапанов, — они за­крываются, давление в предсердиях начинает расти, и дополнительная порция крови (при­мерно VS от конечно-диастолического объе­ма) поступает в желудочки.

Во время систолы предсердий кровь из них обратно в полые и легочные вены не возвра­щается, так как сфинктеры закрыты. К концу систолы давление в левом предсердии возрас­тает до 10—12 мм рт.ст., в правом — до 4— 8 мм рт.ст. Такое же давление к концу систо­лы предсердий создается и в желудочках. Та­ким образом, во время систолы предсердий сфинктеры предсердий закрыты, атриовент-рикулярные клапаны открыты. Поскольку в аорте и легочной артерии давление крови в этот период больше, то полулунные клапаны, естественно, все еще закрыты. После оконча­ния систолы предсердий, через 0,007 с (интер­систолический интервал), начинаются систо­ла желудочков, диастола предсердий и их покой. Последние длятся 0,7 с, предсердия при этом наполняются кровью (резервуарная функция предсердий). Значение систолы предсердий заключается еще и в том, что воз­никающее при этом давление обеспечивает дополнительное растяжение миокарда желу­дочков и последующее усиление их сокраще­ний во время систолы желудочков.

Б. Систола желудочков состоит из двух пе­риодов — напряжения и изгнания, каждый из которых делится на две фазы. В фазе асин­хронного (неодновременного) сокращения воз­буждение мышечных волокон распространя­ется по обоим желудочкам. Сокращение на­чинается с ближайших к проводящей системе сердца участков рабочего миокарда (сосочко-вых мышц, перегородки, верхушки желудоч­ков). К концу этой фазы в сокращение вовле­чены все мышечные волокна, поэтому давле­ние в желудочках начинает быстро повы­шаться, вследствие чего закрываются атрио-вентрикулярные клапаны и начинается фаза изометрического сокращения. Сокращающие­ся вместе с желудочками сосочковые мышцы натягивают сухожильные нити и препятству­ют выворачиванию клапанов в предсердия. Кроме того, эластичность и растяжимость су-

хожильных нитей смягчают удар крови об ат-риовентрикулярные клапаны, что обеспечи­вает долговечность их работы. Общая поверх­ность атриовентрикулярных клапанов боль­ше площади атриовентрикулярного отверс­тия, поэтому их створки плотно прижимают­ся друг к другу. Благодаря этому клапаны на­дежно смыкаются даже при изменениях объема желудочков и кровь не возвращается во время систолы желудочков обратно в предсердия. Во время фазы изометрического сокращения давление в желудочках быстро нарастает. В левом желудочке оно увеличива­ется до 70—80 мм рт.ст., в правом — до 15— 20 мм рт.ст. Как только давление в левом же­лудочке окажется больше диастолического давления в аорте (70—80 мм рт.ст.), а в пра­вом желудочке — больше диастолического давления в легочной артерии (15—20 мм рт.ст.), открываются полулунные клапаны и начинается период изгнания.

Оба желудочка сокращаются одновремен­но, причем волна их сокращения начинается в верхушке сердца и распространяется вверх, выталкивая кровь из желудочков в аорту и легочный ствол. В период изгнания длина мышечных волокон и объем желудочков уменьшаются, атриовентрикулярные клапа­ны закрыты, так как давление в желудочках высокое, а в предсердиях оно равно нулю. В период быстрого изгнания давление в левом желудочке достигает 120—140 мм рт.ст. (систолическое давление в аорте и крупных артериях большого круга), а в правом желу­дочке — 30—40 мм рт.ст. В период медленно­го изгнания давление в желудочках начинает падать. Состояние клапанов сердца пока не изменяется — закрыты только атриовентри­кулярные клапаны, полулунные клапаны от­крыты, предсердные сфинктеры также от­крыты, потому что весь миокард предсердий расслаблен, кровь заполняет предсердия.

Во время периода изгнания крови из же­лудочков реализуется процесс засасывания крови из крупных вен в предсердия. Это обу­словлено тем, что плоскость атриовентрику-лярной «перегородки», которую формируют соответствующие клапаны, смещается по на­правлению к верхушке сердца, при этом предсердия, находящиеся в расслабленном состоянии, растягиваются, что способствует заполнению их кровью.

Вслед за фазой изгнания начинаются диа­стола желудочков и их пауза (покой), с кото­рой частично совпадает и пауза предсердий, поэтому данный период сердечной деятель­ности предлагается называть общей паузой сердца.

В. Общая пауза сердца начинается с про-тодиастолы — это период от начала расслаб­ления мышц желудочков до закрытия полу­лунных клапанов. Давление в желудочках становится несколько ниже, чем в аорте и ле­гочной артерии, поэтому полулунные клапа­ны закрываются. В фазе изометрического рас­слабления полулунные клапаны уже закрыты, а атриовентрикулярные еще не открыты. По­скольку расслабление желудочков продолжа­ется, давление в них падает, что приводит к открытию атриовентрикулярных клапанов массой крови, накопившейся во время диа­столы в предсердиях. Начинается период на­полнения желудочков, расширение которых обеспечено несколькими факторами.

1. Расслабление желудочков и расширение их камер происходит в основном за счет части энергии, которая расходуется во время систолы на преодоление сил упругости серд­ца (потенциальная энергия). Во время систо­лы сердца сжимаются его соединительно­тканный упругий каркас и мышечные волок­на, которые имеют различное направление в разных слоях. Желудочек в этом отношении можно сравнить с резиновой грушей, которая принимает прежнюю форму после того, как на нее надавили, расширение желудочков оказывает некоторое присасывающее дейст­вие.

2. Левый желудочек (правый — в мень­шей степени) во время фазы изометрическо­го сокращения мгновенно становится круг­лым, поэтому в результате действия сил гра­витации обоих желудочков и находящейся в них крови быстро растягиваются крупные сосуды, на которых «висит» сердце. При этом атриовентрикулярная «перегородка» несколько смещается вниз. При расслабле­нии мускулатуры желудочков атриовентри­кулярная «перегородка» вновь поднимается вверх, что также способствует расширению камер желудочков, ускоряет наполнение их кровью.

3. В фазе быстрого наполнения кровь, скопившаяся в предсердиях, сразу провали­вается в расслабленные желудочки и способ­ствует их расправлению.

4. Расслаблению миокарда желудочков способствует давление крови в коронарных артериях, которая в это время начинает уси­ленно поступать из аорты в толщу миокарда («гидравлический каркас сердца»).

5. Дополнительное растяжение мускулату­ры желудочков осуществляется за счет энер­гии систолы предсердий (повышение давле­ния в желудочках во время систолы предсер­дий).

6. Остаточная энергия венозной крови, сообщенная ей сердцем во время систолы (этот фактор действует в фазе медленного на­полнения).

Таким образом, во время общей паузы предсердий и желудочков сердце отдыхает, его камеры наполняются кровью, миокард интенсивно снабжается кровью, получает кислород и питательные вещества. Это весь­ма важно, так как во время систолы коронар­ные сосуды сжимаются сокращающимися мышцами, при этом кровоток в коронарных сосудах практически отсутствует.

Строение сердца человека и особенности его работы – пройдите обследование своего сердца в МЕДСИ

Сердце человека располагается в грудной клетке, ориентировочно в центре с небольшим смещением влево. Представляет собой полый мышечный орган. Снаружи окружено оболочкой – перикардом (околосердечной сумкой). Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

Сердце разделено на четыре камеры: две правые – правое предсердие и правый желудочек, и две левые – левое предсердие и левый желудочек. В норме правая и левая половины сердца между собой не сообщаются. При врожденных пороках в межпредсердной и межжелудочковой перегородках могут сохраняться отверстия, через которые кровь попадает из одной половины сердца в другую. Предсердия и желудочки соединяются между собой отверстиями.

По краям отверстий располагаются створчатые клапаны сердца: справа – трехстворчатый, слева – двустворчатый, или митральный. Двустворчатый и трехстворчатый клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении – из предсердий в желудочки. Между левым желудочком и отходящей от него аортой, а также между правым желудочком и отходящей от него легочной артерией тоже имеются клапаны. Из-за формы створок они названы полулунными. Каждый полулунный клапан состоит из трех листков, напоминающих кармашки. Свободным краем кармашки обращены в просвет сосудов. Полулунные клапаны обеспечивают ток крови только в одном направлении – из желудочков в аорту и легочную артерию.

Работа сердца включает две фазы: сокращение (систола) и расслабление (диастола). Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков и последующего расслабления предсердий и желудочков. Сокращение предсердий длится 0,1 сек, сокращение желудочков – 0,3 сек.

Во время диастолы: левое предсердие наполняется кровью, через митральное отверстие кровь перетекает в левый желудочек, во время сокращения левого желудочка кровь выталкивается через аортальный клапан, попадает в аорту и разноситься по всем органам. В органах происходит передача кислорода тканям организма, для их питания. Далее кровь по венам собирается в правое предсердие, через трикуспидальный клапан попадает в правый желудочек.

Во время систолы желудочков: венозная кровь выталкивается в легочную артерию и попадает в сосуды легких. В легких кровь оксигенируется, то есть насыщается кислородом. Насыщенная кислородом кровь через легочные вены собирается в левое предсердие.

Ритмичное, постоянное чередование фаз систолы и диастолы, необходимое для нормальной работы, обеспечивается возникновением и проведением электрического импульса по системе особых клеток – по узлам и волокнам проводящей системы сердца. Импульсы возникают вначале в самом верхнем, так называемом, синусовом узле, который располагается в правом предсердии, далее проходят ко второму, атрио-вентрикулярному узлу, а от него – по более тонким волокнам (ножкам пучка Гиса) – к мышце правого и левого желудочков, вызывая сокращение всей их мускулатуры.

Самому сердцу, как и любому другому органу для питания и нормальной деятельности требуется кислород. К сердечной мышце он доставляется по собственным сосудам сердца – коронарным. Иногда эти артерии называют венечными.

Коронарные сосуды отходят от основания аорты. Делятся на правую коронарную артерию и левую коронарную артерию. Левая коронарная артерия в свою очередь разделяется на переднюю межжелудочковую и огибающую артерии. Правая коронарная артерия кровоснабжает стенки правого предсердия и желудочка, заднюю часть межжелудочковой перегородки и заднюю стенку левого желудочка, синусовый и атриовентрикулярный узел. Левая коронарная артерия снабжает кровью переднюю часть межжелудочковой перегородки, переднюю и боковую стенки левого желудочка, левое предсердие.

Нормальная частота сердечных сокращений колеблется от 55 до 85 в мин. При нагрузке частота закономерно увеличивается. Определить частоту сердечных сокращений можно по пульсу.

Пульс – это колебания артериальной стенки, возникающие при каждом сокращении сердца.

Движение крови по сосудам зависит от создаваемого сердцем давления в момент выброса крови и сопротивления стенок сосудов току крови. Давление в аорте в момент сокращения желудочков сердца является максимальным, и называется систолическим. Во время расслабления в левом желудочке сохраняется остаточное давление, которое называется диастолическим. На величину кровяного давления влияют просвет кровеносных сосудов, вязкость крови, количество циркулирующей в сосудах крови. По мере удаления от сердца давление крови уменьшается и становится наименьшим в венах. Разность между высоким давлением крови в аорте и низким давлением в полых венах обеспечивает непрерывный ток крови по сосудам.

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ И КЛАПАННЫЙ АППАРАТ СЕРДЦА

Под сердечным циклом понимают последовательные чередования сокращения (систола) и расслабления (диастола) полостей сердца, в результате чего осуществляется перекачивание крови из венозного русла в артериальное.

В сердечном цикле принято выделять три фазы: первая — систола предсердий и диастола желудочков; вторая — диастола предсердий и систола желудочков; третья — общая диастола предсердий и желудочков.

Сердечный цикл начинается с того момента, когда все полости сердца заполнены кровью: предсердия — полностью, а желудочки — на 70 %.

В первую фазу сердечного цикла сокращаются предсердия, давление в них повышается и кровь нагнетается в желудочки, вызывая их растяжение (желудочки в это время расслаблены). Обратно в вены кровь из предсердий не поступает, хотя ее давление в них во время систолы становится больше, чем в венах. Это объясняется тем, что сокращение предсердий начинается с основания и циркулярные волокна, окружающие впадающие в предсердия вены, их сдавливают, играя роль своеобразных сфинктеров. Створки атриовентрикулярных клапанов открыты и свисают вниз — в сторону желудочков, не препятствуя движению крови. В сердечном цикле на долю первой фазы приходится около 12,5 % времени.

Вторая фаза начинается, когда возбуждение из атриовентрикулярного узла перейдет по проводящей системе на миокард желудочков. К этому времени желудочки полностью заполнены кровью и створки атриовентрикулярных клапанов как бы всплывают вместе с кровью. При сокращении мышцы желудочков увеличивается давление в их полостях и’атриовентрикулярные клапаны захлопываются. Выворачиванию клапанов в сторону предсердий препятствуют сухожильные нити, или струны, идущие от створок клапанов к сосочковым мышцам желудочков. Папиллярные мышцы, сокращаясь, натягивают сухожильные нити, и края створок несколько заворачиваются в сторону желудочков так, что лопасти клапанов не просто соприкасаются своими краями, но и пережимаются, надежно закрывая атриовентрикулярные отверстия. Этому способствует также сокращение кольцевых мышц, окружающих отверстия между предсердиями и желудочками.

В начале систолы желудочков полулунные клапаны также закрыты, поскольку остаточное давление в аорте и легочной артерии после предыдущего сердечного цикла выше, чем в желудочках. Поэтому в начале второй фазы желудочки сокращаются, когда все клапаны закрыты. А поскольку кровь как жидкость не сжимается, то сокращение мышцы приводит не к укорочению мышечных волокон, а к увеличению их напряжения. Такой вид сокращения мышц называется изометрическим, поэтому начальный период систолы желудочков называется периодом напряжения или изометрического сокращения. Давление в полостях желудочков возрастает, и когда оно станет выше, чем в аорте и легочной артерии, открываются полулунные клапаны, их кармашки током крови прижимаются к стенкам сосудов и кровь под давлением начинает изливаться из сердца. Это — период изгнания крови.

Читайте также:  Повышенный иммуноглобулин Е в крови у взрослых. Причины и лечение

Вначале давление в полостях желудочков возрастает быстро и кровь быстро изливается из левого желудочка в аорту, а из правого — в легочную артерию и объем желудочков резко уменьшается. Этоб период максимального опорожнения. Затем скорость течения крови из желудочков замедляется, а сокращение миокарда ослабляется, но давление в желудочках все еще выше, чем в сосудах, и, следовательно, полулунные клапаны все еще открыты. Это период остаточного опорожнения сердца.

Во время второй фазы предсердия остаются расслабленными, давление в них низкое, ниже, чем в венах, и кровь из полых и легочных вен свободно заполняет полости предсердий. По длительности вторая фаза сердечного цикла занимает около 37,5 % времени.

Третья фаза сердечного цикла — общая диастола, когда расслаблены и предсердия, и желудочки. На ее долю приходится около 50 % времени всего цикла. Эта фаза начинается с расслабления желудочков. Давление в них падает и становится ниже, чем в аорте и легочной артерии, что обеспечивает обратный ток крови — в сторону желудочков, заполнение кармашков полулунных клапанов и их смыкание. Этим предотвращается поступление крови из сосудов в желудочки.

Когда давление в желудочках станет ниже, чем в предсердиях, то под давлением крови открываются атриовентрикулярные клапаны и она из предсердий изливается в желудочки. Происходит заполнение кровью всех полостей сердца. Таким образом, к началу нового сердечного цикла сердце заполнено кровью, атриовентрикулярные клапаны открыты, а полулунные — закрыты.

Анализируя продолжительность каждой фазы сердечного цикла, становится ясным, что диастолические периоды более продолжительны, чем систолические. Действительно, предсердия остаются в расслабленном состоянии около 87,5 % времени, а желудочки — 62,5 %. Следовательно, одна из причин неутомляемости сердца заключается в том, что оно дольше отдыхает, чем работает. Однако это возможно только при нормальной частоте сердечной деятельности. При учащении сердцебиения длительность каждого сердечного цикла укорачивается в основном за счет диастолы, вследствие чего становятся более интенсивными биохимические и энергетические процессы в сердце и начинает сказываться недостаток кислорода, питательных веществ.

Как изменяется давление в полостях сердца во время сердечного цикла? Во время систолы давление в предсердиях достигает

5. 15 мм рт. ст., в левом желудочке — 115. 160, а в правом — 30 мм рт. ст. Во время диастолы давление в желудочках падает до 0, что и вызывает приток крови из вен через предсердия в желудочки. При форсированном выдохе давление может стать отрицательным.

Строение и работа сердца

Образовательная: изучение строения сердца; формирование у учащихся новых понятий о сердечном цикле и автоматизме работы сердца, представлений об особенностях регуляции сердечных сокращений.

Развивающая: развитие у учащихся общебиологических представлений о взаимосвязи строения и функции сердца.

Воспитательная: формирование научного мировоззрения на конкретных примерах научных открытий, успехов медицины.

Оборудование: разборная модель сердца, таблица с изображением строения сердца, сердечного цикла, карточки-задания, ножницы, клей, фломастеры; магнитофон, компьютер, проектор.

Форма проведения: урок в музее – заочная экскурсия.

Оформление: на доске «Маршрутный лист по экспозиции музея «Кардиология»», эпиграф: «Сердце, подобно жернову, дающему муку, когда засыпано достаточно зерна, но стирающемуся, когда его не подсыпают» (К.Вебер).

I. Мотивационный этап (подготовка к активному восприятию темы)

Раздается звук биения сердца. Учитель читает отрывок из стихотворения Э.Межелайтиса «Сердце».

Что такое сердце?
Камень твердый?
Яблоко с багрово-красной кожей?
Может быть, меж ребер и аортой
Бьется шар, на шар земной похожий?
Так или иначе, все земное
Умещается в его пределы,
Потому что нет ему покоя,
До всего есть дело.

Много литературных произведений посвящено сердцу. Все, наверное, помнят «смелое сердце Данко» из рассказа М.Горького, «Старуха Изергиль»; сказку Гауфа «Холодное сердце». Горячее сердце и холодное, бескорыстное и жадное, отзывчивое, доброе и жестокое, смелое, гордое и злое… Какое оно, мое сердце? Об этом и пойдет речь на нашем уроке, который пройдет в музее.

Маршрутный лист по экспозиции музея «Кардиология»

1. Повторить изученный материал:

– кровь,
– иммунитет,
– органы кровообращения.

2. При посещении музея – обратить особое внимание на строение, механизм и регуляцию работы сердца, термины и понятия, достижения в области кардиологии. Оформить опорный конспект.

3. После посещения музея – выполнить творческое задание, оформить методическое пособие.

Чтобы попасть в музей, нужно получить билет, который выдается только выполнившим задание.

Задание 1 (индивидуальный опрос)

• Кровь, межклеточное вещество и лимфа образуют … (внутреннюю среду организма).

• Жидкая соединительная ткань – … (кровь).

• Растворенный в плазме белок, необходимый для свертывания крови, – … (фибриноген).

• Плазма крови без фибриногена называется … (сывороткой крови).

• Безъядерные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин, – … (эритроциты).

• Состояние организма, при котором в крови уменьшается количество эритроцитов либо содержание гемоглобина в них, – … (анемия).

• Человек, дающий свою кровь для переливания, – … (донор).

• Защитная реакция организма, например против инфекций – … (воспаление).

• Способность организмов защищать себя от болезнетворных бактерий и вирусов – … (иммунитет).

• Ослабленные или убитые микроорганизмы – возбудители заболеваний, вводимые в организм человека для повышения активности иммунной системы, – … (вакцина).

• Белки, вырабатываемые лимфоцитами при контакте с чужеродным организмом или белком, – … (антитела).

• К органам кровообращения относятся … (сердце и сосуды).

• Сосуды, по которым кровь течет от сердца, – … (артерии).

• Мельчайшие кровеносные сосуды, в которых происходит обмен веществ между кровью и тканями, – … (капилляры).

• Путь крови от левого желудочка до правого предсердия – … (большой круг кровообращения).

Задание 2 (групповая работа по проблемным вопросам)

• В одной популярной книге по физиологии образно сказано: «Каждую секунду в красном море миллионы кораблей терпят крушение и опускаются на дно. Но миллионы новых кораблей выходят из гаваней вновь в плавание». Что подразумевается под «кораблями» и «гаванями»? (Корабли – эритроциты, гавани – красный костный мозг.)

• И.П. Павлов сказал: «В организме имеется «чрезвычайная» реакция, при которой организм жертвует какой-то частью для спасения целого». О чем это сказано? (О фагоцитозе.)

• Известно, что за сутки у человека заменяется около 25 г крови. Сколько крови образуется за 70 лет? (Около 640 кг.)

• Рассмотрите микропрепараты крови человека и лягушки. Укажите сходство и различие.

II. Изучение нового материала (рассказ с элементами беседы)

Директор музея. Я рад, что вы заинтересовались экспонатами нашего музея. Наш музей называется «Кардиология». Кардиология – раздел медицины, изучающий строение, функции и заболевания сердечно-сосудистой системы, а также разрабатывающий методы их диагностики, лечения и профилактики. Образован музей в 2005 г., на базе 8-го класса школы № 5. С музеем вас познакомят наши сотрудники.

Экскурсовод (демонстрация на экране пульсирующего сердца). Прислушайся. Что бы ты ни делал – спал, ел, бежал, – всегда раздается приглушенный, ритмичный стук. Это бьется твое сердце. Сожми свою руку в кулак – ты увидишь, какого оно размера. Сердце представляет собой мышечный орган, который постоянно сокращается и заставляет кровь двигаться по твоему телу.

Сердце расположено в грудной полости за грудиной, от середины сдвинуто несколько влево, масса его около 300 г.

Оно покрыто тонкой и плотной оболочкой, образующей замкнутый мешок – околосердечную сумку, или перикард.

Ученик. Хотелось бы знать, какова роль околосердечной сумки?

Экскурсовод. В околосердечной сумке содержится серозная жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

Стенка сердца имеет три слоя. Эпикард – наружный серозный слой, покрывающий сердце (срастается с перикардом). Миокард – средний мышечный слой, образованный поперечнополосатой сердечной мышцей. Каждое мышечное волокно содержит 1–2 ядра, множество митохондрий. Эндокард – внутренний эпителиальный слой.

Давайте разберемся, из чего же состоит сердце. Условно оно делится перегородкой на две половинки: левую и правую. Левая состоит из левого желудочка и левого предсердия. Между ними находится двухстворчатый клапан – у него только две створки (также он называется митральным). Правая половина сердца состоит из правого желудочка и правого предсердия. Они тоже отделены друг от друга клапаном, но этот клапан имеет три створки и поэтому называется трехстворчатым (трикупсидальным). Клапаны открывают и закрывают проход между предсердиями и желудочками, заставляя кровь течь в одном направлении.

Между желудочками и артериями расположены полулунные клапаны, каждый из которых состоит из трех кармашков. Клапаны сердца и сосудов обеспечивают движение крови строго в одном направлении: по артериям от сердца, по венам к сердцу, из предсердий в желудочки.

Внешнее строение сердца

Стенки камер сердца различаются по толщине в зависимости от выполняемой работы. При сокращении стенок предсердия выполняется небольшая работа: кровь подается в желудочки, поэтому стенки предсердий относительно тонкие. Правый желудочек проталкивает кровь по малому кругу кровообращения, а левый выбрасывает кровь в большой круг кровообращения, поэтому его стенки в 2–3 раза толще стенок правого.

В сердце чрезвычайно интенсивно протекают обменные процессы: клетки мышечной ткани содержат множество митохондрий, и ткань хорошо снабжается кровью. Масса сердца составляет около 0,5% от массы тела, при этом 10% крови, выбрасываемой аортой, идет в коронарные или венечные сосуды, питающие само сердце. Аорта (греч.) – «прямая артерия».

Ученик. Что обеспечивает быстрое сокращение камеры сердца?

Экскурсовод. Мышечные волокна разветвляются и соединяются между собой концами, образуя сложную сеть, за счет чего и обеспечивается быстрое сокращения камеры как единой структуры.

Ученик. Как же работает сердце?

Экскурсовод. Сердце – это неутомимый мотор, который не знает ни выходных, ни праздников, ни каникул. За день сердце сокращается почти 100 тыс. раз, а за 1 ч перекачивает около 300 л крови (демонстрация «сердце – насос»). На один удар сердце затрачивает столько энергии, что ее хватило бы, чтобы поднять груз весом 200 г на высоту 1 м, а за 1 мин сердце могло бы поднять этот груз на высоту 20-этажного дома.

Внутреннее строение сердца

А сейчас рассмотрим работу сердца на примере одного сердечного цикла.

Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящий за время одного сокращения сердца, которое длится менее 1 с. Сердечный цикл состоит из трех фаз.

Во время сокращения (систолы) предсердий, которое длится около 0,1 с, желудочки расслаблены, створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты. Сокращение (систола) желудочков длится около 0,3 с. При этом предсердия расслаблены, створчатые клапаны закрыты (сухожильные нити не дают им прогибаться, а крови затекать в предсердие), кровь устремляется в легочную артерию и аорту. Полное расслабление сердца – сердечная пауза, или диастола, – длится около 0,4 с.

Воронежские ученые Ю.Д. Сафонов и Л.И. Якименко определили, что в течение одного сердечного цикла клапаны и сердечная мышца участвуют в 40 последовательных движениях. Оптимальный режим работы сердца: предсердия работают 0,1 с и отдыхают 0,7 с, а желудочки работают 0,3 с и 0,5 с отдыхают.

Самостоятельная работа: заполнить таблицу «Сердечный цикл».

Таблица. Сердечный цикл

Фазы сердечного цикла

Продолжительность фаз (с)

Состояние клапанов

Движение крови

Сокращение предсердий (систола)

створчатые открыты,
полулунные закрыты

Сокращение желудочков (систола)

створчатые закрыты,
полулунные открыты

Пауза. Расслабление предсердий и желудочков (диастола)

створчатые открыты,
полулунные закрыты

вены – предсердие, желудочек

Задача (для экскурсантов). Человеку 80 лет. Определите, сколько лет отдыхали у него желудочки сердца, считая, что средняя частота биений сердца составляла 70 ударов в одну минуту. (46 лет.)

Ученик. Чем обусловлена высокая работоспособность сердца?

Экскурсовод. Она обеспечивается следующими факторами:

– высоким уровнем обменных процессов, происходящих в сердце;
– усиленным снабжением мышц сердца кровью;
– строгим ритмом деятельности сердца (фазы работы и отдыха каждого отдела строго чередуются).

Ученик. Требования, предъявляемые организмом к сердечно-сосудистой системе, постоянно изменяются. Сердце отвечает на это изменением частоты сокращений. Что же влияет на работу сердца?

Экскурсовод. Вспомним известные нам способы регуляции функций в организме.

Во-первых, это нервная регуляция, а во-вторых – это гуморальная регуляция активности сердца. ЦНС постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. В продолговатом мозге находится центр кровообращения, из которого выходит пара парасимпатических нервов, уменьшающих частоту и силу сокращений. Сильное возбуждение блуждающего нерва вызывает остановку сердца (опыт Гольца). Например, удар в живот может оказаться смертельным; раздражение органов брюшной полости замедляет сердечные сокращения. Из шейного симпатического узла выходят симпатические нервы, учащающие и усиливающие сердечные сокращения. Таким образом, сердце имеет двойную иннервацию: парасимпатическую и симпатическую.

Гуморальная регуляция активности сердца обеспечивается веществами, циркулирующими в крови. Работу сердца тормозят: ацетилхолин, соли натрия, увеличение рН крови. Усиливают работу сердца адреналин (при остановке сердца его вводят прямо в сердечную мышцу), соли калия, уменьшение рН. Влияют на сердечную деятельность гормоны – секреты эндокринных желез: тироксин (щитовидная железа), инсулин (поджелудочная железа), кортикостероидные гормоны (надпочечники), гормоны гипофиза.

Нервная и гуморальная регуляция тесно взаимосвязаны и составляют единый механизм регуляции сокращений сердца.

Ученик. Почему сердце сокращается даже вне организма?

Экскурсовод. Оно имеет собственный «встроенный» механизм, обеспечивающий сокращение мышечных волокон. Импульсы идут от предсердий к желудочкам. Эту способность сердца ритмично сокращаться без внешних раздражений, а только под влиянием импульсов, возникающих в нем, называют автоматизмом.

Автоматизм обеспечивают особые мышечные клетки. Они иннервированы окончаниями вегетативных нейронов. В этих клетках мембранный потенциал может достигать 90 мВ, что и приводит к генерации волны возбуждения. Изменение этих потенциалов можно зарегистрировать специальной аппаратурой – их запись представляет собой электрокардиограмму.

Таким образом, сердце сокращается (в среднем) 70 раз в 1 мин, 100 тыс. раз в сутки, 40 млн раз в год, и около 2,5 млрд раз в течение жизни. При этом оно перекачивает следующие объемы крови: за 1 мин – 5,5 л, за сутки – 8 тыс. л, за 70 лет – около 200 млн л.

Ученик. Какие важные события были в истории кардиологии в нашей стране?

Экскурсовод. В 1902 г. А.А. Кулябко оживил сердце ребенка через 20 ч после его смерти, а позже проф. С.С. Брюхоненко оживил сердце даже через 100 ч после смерти. В 1897–1941 гг. было проведено 315 операций на сердце. В 1948 г. А.Н. Бакулев провел первую операцию на митральном клапане. В 1961 г. был создан Институт сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева. В 1967 г. хирург из Кейптауна проф. Кристиан Барнард впервые провел операцию по трансплантации сердца человеку, а ровно через 20 лет такую же операцию осуществил проф. В.И. Шумаков в СССР.

Обобщение и систематизация знаний

Задание 1. Сопоставьте термины и понятия

Читайте также:  На небе красные точки у ребенка и температура: что делать, как лечить

Задание 2. Тест (взаимопроверка)

Ответы: А – 7, Б – 2, В – 12, Г – 1, Д – 9, Е – 3, Ж – 8, З – 6, И – 4, К – 10, Л – 15, М – 5, Н – 14, О – 13, П – 11.

Самостоятельная работа по итогам экскурсии

Творческое задание: оформление и защита методического пособия «Сердце человека».

Подведение итогов

Домашнее задание

Изучить материал о строении и работе сердца в учебнике, решить задачу.

Задача. Известно, что сердце человека сокращается в среднем 70 раз в 1 мин., при каждом сокращении выбрасывая около 150 см3 крови. Какой объем крови перекачивает ваше сердце за 6 уроков в школе?

1.5.2.2. Сердечно-сосудистая система

Сердце и кровеносные сосуды – основная транспортная система человеческого организма. Строение и функции сердечно-сосудистой системы, регуляция ее работы. Сердечный цикл. Методы исследования сердечно-сосудистой системы. Тренировка сердца.

Сердечно-сосудистая система обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз. Основой кровообращения является сердечная деятельность.

Наше сердце всегда первым откликается на потребности организма: будь то физические нагрузки, подъем в горы, воздействие эмоций или других факторов. Так, при средней продолжительности жизни человека в 70 лет оно сокращается свыше 2,5 миллиардов раз. За это время перекачивается огромное количество крови, для перевозки которой потребовался бы состав из 4 000 000 вагонов. И эта работа выполняется органом, масса которого 250 г (у женщин) и немногим больше 300 г (у мужчин).

У людей, занимающихся спортом, сердце в состоянии напряжения может работать с частотой свыше 200 сокращений в минуту и при этом обладать удивительной выносливостью. В это время увеличивается сила и скорость сокращений сердца, а через его сосуды проходит крови в 4-5 раз больше, чем в состоянии покоя . Мышца сердца при этом не испытывает дефицита питательных веществ и кислорода. Однако нетренированным людям стоит только немного пробежаться, как у них появляется сердцебиение и одышка. Почему это происходит? Давайте попробуем разобраться и решить для себя: действительно ли так важны для нашего организма занятия спортом.

Рассмотрим кратко строение сердечно-сосудистой системы и ее функции.

Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями, а доставляющие ее к сердцу – венами. Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.

Строение и работа сердца человека. Сердце – полый симметричный мышечный орган размером примерно с кулак человека, которому оно принадлежит. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: верхнюю (предсердие) для сбора крови и нижнюю (желудочек) с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения, называемую миокардом.

Если извлечь у животного сердце и подключить к нему аппарат искусственного кровообращения, оно будет продолжать сокращаться, будучи лишенным каких бы то ни было нервных связей. Это свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют водителем ритма. Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами. Казалось бы, зачем они, если сердце может сокращаться самостоятельно?

Регуляция работы сердца. Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза).

Импульсы по этим нервам поступают на водитель ритма, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.

Коротко рассмотрим, как происходит регуляция сердечной деятельности в организме (рисунок 1.5.6).

Рисунок 1.5.6. Гомеостатическая регуляция сердечной деятельности

Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.

Но не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны, выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин, наоборот, угнетает сердечную деятельность.

Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.

Сердечный цикл. Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в водителе ритма, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца. После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца.

Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим, а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением. Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.

Одним из первых, кто детально проанализировал показатели АД, был немецкий физиолог К. Людвиг. Он вводил канюлю в сонную артерию собаки и регистрировал АД с помощью ртутного манометра, с которым была соединена канюля. В манометр погружался поплавок, который соединялся с прибором, регистрирующим колебания различной амплитуды.

В настоящее время АД измеряют бескровным методом с помощью специального прибора – тонометра, что позволяет определить следующие показатели:

1. Минимальное, или диастолическое АД – это та наименьшая величина, которой достигает давление в плечевой артерии к концу диастолы. Минимальное давление зависит от степени проходимости или величины оттока крови через систему капилляров, частоты сердечных сокращений. У молодого здорового человека минимальное давление составляет – 80 мм рт.ст.

2. Максимальное, или систолическое АД – это давление, выражающее весь запас потенциальной и кинетической энергии, которым обладает движущаяся масса крови на данном участке сосудистого русла. В норме у здоровых людей максимальное давление составляет 120 мм рт.ст.

В медицинской практике для определения работы и состояния сердечно-сосудистой системы используют различные методы исследования сердечно-сосудистой системы, информативность, клиническая значимость и клиническая доступность которых весьма различны. В настоящее время ведущее место в клинической практике занимают такие методы как электрокардиография, эхокардиография, рентгенокардиография (более подробно о которых рассказано в разделе 2.1.2) и многие другие. Подобные исследования проводятся специалистами с помощью различных приборов в лечебных учреждениях.

Сердце – это мышечный насос, основная функция которого – сократительная – заключается в непрерывном круговом перемещении крови по всему организму. Кислород доставляется от легких к тканям, а углекислый газ, являющийся одним из “шлаков”, – к легким, где кровь снова обогащается кислородом. Кроме того, с кровью во все клетки организма доставляются питательные вещества, а из них уносятся другие “шлаки”, которые с помощью органов выделения (например почки) удаляются из организма, как зола из печки хорошим хозяином.

От сердца кровь движется по артериям, артериолам и капиллярам. Самая крупная артерия – аорта, она идет непосредственно от сердца (от левого желудочка), самые мелкие сосуды – капилляры, через стенки которых и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Кровь, насыщенная углекислым газом и отходами обмена веществ, собирается в венулах и далее по венам, освобождаясь от шлаков в органах выделения, движется обратно к сердцу, которое выталкивает ее в легкие для освобождения от углекислого газа и обогащения кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, перекачивается левым желудочком в аорту, и начинается новый цикл кругового перемещения крови.

Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу.

Малый круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. Большой круг (от левого желудочка до правого предсердия) отвечает за кровоснабжение всего тела, кроме легких.

Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.

Тренировка сердца. Теперь попробуем разобраться, почему у нетренированного человека при незначительной физической нагрузке появляются признаки “кислородного голодания”: сердцебиение, одышка и другие. К примеру, во время бега, тяжелой физической работы потребность организма в кислороде возрастает примерно в 8 раз. А это означает, что сердце должно перекачивать в 8 раз больше крови, чем обычно.

Знаете ли вы, что.
Ученые подсчитали, что за сутки сердце расходует количество энергии, достаточное для поднятия груза в 900 кг на высоту 14 м (!)

У человека, ведущего малоподвижный образ жизни, учащение сердечных сокращений не приводит к увеличению кровоснабжения сердца, как это требуется организму. В этом случае мышца сердца и скелетные мышцы получают недостаточное количество кислорода, работают в условиях кислородного голодания, в результате накапливаются вредные продукты обмена веществ, что приводит к более быстрому износу сердечной мышцы. Нетренированное сердце со слабой сердечной мышцей не может долго работать с повышенной нагрузкой. Оно быстро устает, причем кровоснабжение сначала ненадолго усиливается, а затем ухудшается. Поэтому человек должен с детства заботиться о своем сердце и тренировать его.

Подробная информация о препаратах, применяемых при болезнях сердечно-сосудистой системы представлена в главе 3.5.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА

Сердце

Автор статьи Зыбина А.М.

Сердце – это насос, обеспечивающий ток крови по кровеносным сосудам посредством повторных ритмичных сокращений. Сердце состоит из трех слоев (рис. 1). Внутренний – эндокард гомологичен эндотелию сосудов, средний – миокард состоит из кардиомиоцитов и несет сократительную функцию, наружний – эпикард состоит из соединительной ткани. Миокард человека имеет большую толщину, поэтому его питание обеспечивают коронарные артерии. Сердце окружено околосердечной сумкой – перикардом. Пространство между эпикардом и перикардом заполнено жидкостью, снижающей трение сердца о соседние ткани.

Рис. 1. Строение сердечной стенки.

Рис. 2. Внутреннее строение сердца.

Сердце состоит из предсердий (правое и левое), двух желудочков (правый и левый) (рис. 2). Правая и левая половины сердца не сообщаются и заполнены разными видами крови: правая – венозной (обедненной кислородом), левая – артериальной (обогащенной кислородом). Кровь всегда поступает в предсердия сердца по венам, переходит в желудочки и далее в артерии. Обратному току крови препятствуют клапаны сердца. Между предсердиями и желудочками располагаются створчатые клапаны: справа трехстворчатый (трикуспидальный), слева – двустворчатый (митральный). Между желудочками и артериями находятся полулунные клапаны: справа легочный, слева – аортальный (рис. 2, 3).

Рис. 3. Клапаны сердца.

Процесс сокращения называется систолой, расслабления – диастолой. Систола обоих предсердий происходит одновременно, как и систола обоих желудочков. Сердечный цикл в состоянии покоя составляет примерно 0,8 с. Из них – 0,4 с сердце полностью находится в диастоле, 0,1 с приходится на систолу предсердий и 0,3 с – на систолу желудочков. Во время общей диастолы и систолы предсердий открыты створчатые и закрыты полулунные клапаны. Во время диастолы желудочка закрываются створчатые клапаны, а когда давление в сердце начинает превышать давление в аорте, открываются полулунные клапаны.

Сердце сокращается автономно от нервной системы так как обладает миогенной автоматией. Это значит, что существуют узлы автоматии (ритмоводители), которые запускают сокращение сердца. Узлы автоматии расположены в определенных местах и подчиняются строгой иерархии (рис. 4). Главный узел автоматии, или узел автоматии первого порядка, располагается в месте впадения венозного синуса в правое предсердие и называется синусно-предсердный (сино-атриальный, SA-узел). В норме из этого узла возбуждение распространяется по всему сердцу и сердце сокращается в его ритме (60-80 уд/мин в состоянии покоя). Узел автоматии второго порядка расположен на границе предсердий и желудочков, и называется предсердно-желудочковый (атрио-вентрикулярный, AV-узел). Его ритм ниже (около 40 уд/мин) и при нормальной работе сердца не проявляется. Чтобы возбуждение распространялось быстро и сокращение КМЦ желудочка происходило синхронно, существуют специальные проводящие волокна: пучок Гиса, ножки Гиса и волокна Пуркинье. Эти клетки также могут генерировать спонтанные ПД с низкой частотой (около 20 уд/мин), поэтому такие волокна называют узлом автоматии третьего порядка. В норме этот ритм также не проявляется.

Читайте также:  Чем отмыть зеленку с кожи после ветрянки у ребенка и как быстро стереть Фукорцин?

Рис. 4. Расположение узлов автоматии в сердце.

Несмортя на то, что сердце способно сокращаться автономно, нервная система корректирует частоту сердечных сокращений (ЧСС). Сино-атриальный узел получает влияние от вегетативной нервной системы. При действии парасимпатической нервной системы ЧСС снижается. Нейромедиатором в таком случае выступает ацетилхолин, а центры регуляции расположены в продолговатом мозге. Активация симпатической нервной системы приводит к увеличению ЧСС. Нейромедиатором служит норадреналин, а центры располагаются в верхних грудных сегментах спинного мозга. Регуляция со стороны нервной системы обеспечивает подстройку ритма сердца к нагрузке организма.

Рис. 5. Круги кровообращения.

Сердце человека обеспечивает непрерывную циркуляцию крови по двум кругам кровообращения: большому и малому. Большой круг кровообращения снабжает кислородом все ткани организма. Для эффективного транспорта крови в головной мозг и другие ткани, в левом желудочке и артериях большого круга развивается высокое давление. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, откуда артериальная кровь поступает в левую дугу аорты и далее распределяется по артериям, артериолам и капиллярам. Капилляры – это обменные состуды, которые состоят из одного слоя клеток. Через них происходит диффузия газов, питательных веществ и метаболитов из крови и в кровь. Из капилляров венозная кровь собирается в венулы и вены. Вены, идущие от кишечника распадаются на капиллярную сеть в печени (воротная система печени), где происходит обезвреживание вредных веществ, которые могли поступить с пищей. Вены от нижних конечностей и органов брюшной полости собираются в нижнюю полую вену, от верхних конечностей и головы – в верхнюю полую вену. С задней стороны сердца полые вены сливаются в венозный синус, который впадает в правое предсердие, из которого кровь уходит на малый круг.

Малый круг кровообращения служит для обогащения венозной крови кислородом. Поскольку сердце и легкие располагаются примерно на одном уровне, в малом круге давление невысокое. По его артериям движется венозная кровь, а по венам – артериальная. Малый круг начинается с правого желудочка, сокращени которого приводит к выбросу крови а легочные артерии. Далее, кровь поступает в капилляры легких, где обогащается кислородом. Артериальная кровь собирается в вены, которые впадают в левое предсердие.

Рис. 6. Сердце при различных вариантах медицинского обследования. а) УЗИ, б) МРТ.

ЭКГ

Электрокардиография (ЭКГ) — это метод графической регистрации разности потенциалов электрического поля сердца, возникающего при его деятельности. Регистрация производится при помощи аппарата — электрокардиографа. Проще говоря, электрические импульсы распространяются по сердцу всегда в определенной последовательности. ЭКГ позволяет зарегистрировать распространение электрической активности сердца во времени.

Впервые запись электрокардиограммы произвел Огюст Дезире Уоллер (рис. 7). Он разрабатывал теорию электрических полей сердца, которую в последствии развил голландский физиолог Виллем Эйнтховен. Он же первым в 1906 г. использовал этот метод для диагностики. Эйнтховен развил не только теорию ЭКГ, но и методы стандартизации записи. За свои заслуги он удостоился Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1924 году. Три стандартных отведения по Эйнтховену и в настоящее время является одним из основных способов исследования ЭКГ.

Рис. 7. Огюст Дезире Уоллер и первая запись ЭКГ.

Рис. 8. Стандартные отведения по Эйнтховену.

Чтобы измерять электрическую активность сердца, его необходимо поместить в систему координат. В качестве такой системы Эйнтховен принял треугольник, вершинами которого служат наложенные на руки и ногу электроды. Сторона треугольника, направленная от правой руки к левой называется первым отведением, от правой руки к левой ноге – вторым отведением, а от левой руки к левой ноге – третьим отведением. Распространение возбуждения является векторной величиной, на записи ЭКГ отражается проекция электрической активности сердца на каждое отведение. Если вектор совпадает с направлением отведения, то отклонение будет положительным, если они потивоположны – отрицательным (рис. 9).

ЭКГ, в случае стандартного наложения электродов, состоит из ряда периодически повторяющихся элементов. Положительные и отрицательные отклонения от изоэлектрической лини принято называть зубцами. Выделяют пять зубцов: P, Q, R, S, T.

Рис. 9. Проекция вектора распространения возбуждения в сердце на три стандартных отведения. Источник https://med.wikireading.ru/35207

Рис. 10. Расшифровка ЭКГ и ее соответствие фазам сердечного цикла. Источник http://1poserdcu.ru/diagnostika/rasshifrovka-ekg-u-detej.html

Зубец P является самым низкоамплитудным элементом ЭКГ и отражает распространение возбуждения по предсердиям. Когда предсердия охвачены возбуждением, на ЭКГ можно увидеть изоэлектрическую линию. При распространении возбуждения по желудочкам вектор несколько раз меняет направление. Этот процесс отражает QRS комплекс. Одновременно с этим происходит реполяризация предсердий. Реполяризацию желудочков отражает Т-зубец.

При различных патологиях сердца проводимость его частей для электричества изменяется, что приводит к нарушению структуры ЭКГ. Самым ярким примером нарушения может служить инфаркт миокарда. При инфаркте поражается группа КМЦ. Эти клетки больше не способны к проведению электричества. Из них выделяются метаболиты и нарушают состав межклеточного вещества и деятельность соседних клеток. Те, в свою очередь, закрывают щелевые контакты и перестают проводить электричество. В течение нескольких месяцев или лет, часть из этих клеток может восстановиться и вновь начать проводить ПД, другая часть – погибнуть. Поскольку самая толстая стенка и самая большая нагрузка в левом желудочке, в нем вероятность инфаркта максимальна. Следовательно, на ЭКГ будет изменяться QRS комплекс и T-зубец. Причем, из-за постоянного изменения количества проводящих клеток, форма ЭКГ будет меняться (рис. 11). Обычно к признакам инфаркта относят слияние QRS-комплекса и T-зубца наподобие «кошачьей спинки», сильное увеличение или инверсию Т-зубца.

Сердце

Сердце – это единственный орган кровеносной системы, без которой человек не смог бы жить. Оно нагнетает кровь в артериальную систему, тем самым, гарантируя обратное движение внутри вен. Сердце можно назвать полым органом, даже мышечным, располагающееся в полости груди. Оно входит в объединение органов средостения. Этот орган находится сзади грудины и все оно погружено в соединительнотканную оболочку, то есть околосердечную сумку или перикард. Эта сумка является защитой для сердца. Она также выделяет секрет, который снижает трение во время работы сердца. Перикард представляет собой целый мешок, который достаточно герметичен. Внутри него и разместилось сердце. Данная сумка включает в себя два листка, которые получили имена внутренний и наружный. При их соприкосновении формируется щелевидная полость, которая в медицине зовется перикардиальной полостью. Сумка отвечает за фиксацию сердца в необходимом положении.

У мужчин сердце весит триста грамм, а у женщин его масса на пятьдесят грамм меньше. Интересно, что и объем у взрослого мужчины отличается от женского сердца приблизительно на 130 кубических сантиметров. Длина сердца, правда, у всех находится в диапазоне от 10 до 15 сантиметров. Самый длинный поперечный размер достигает 11 сантиметров. Переднезадний размер находится в диапазоне 6-8 см. стенки предсердия имеют толщину в два, а может и три миллиметра, в области правого желудочка она составляет четыре, в некоторых случаях достигает даже шести миллиметров, что касается левого желудочка, то там она на три миллиметра больше, чем у правого. Сердце имеет конусовидную форму. Его широкая часть представлена основанием и обращена она вверх и немного в правую сторону. Самая неширокая часть, а таковой считается верхушка, находится в самом низу и с левой стороны. Боковые части сердца размещаются поблизости с легкими, поэтому они и получили имя легочных. Цельный вид их можно заметить только во время отдаления сердца от легких. Две трети сердца разместились в левой области грудины, а другая треть находится в правой. Продольная ось имеет наклон по отношению к оси вертикальной в сорок градусов.

Сердце у человека, как и у многих млекопитающих и птиц обладает четырьмя камерами. Оно делится за счет сплошной продольной перегородки на две половины, которые назвали левой и правой. Обе по отдельности делятся еще на 2 камеры, названные предсердием и желудочком. Они способны связываться друг с другом за счет отверстий, которые обладают створчатым клапаном. Левая половина оснащена двустворчатым клапаном, который медики зовут митральным. А вот правая половина обладает трехстворчатым. Он в свою очередь был назван трикуспидальным клапаном. Они открываются лишь в сторону желудочком, тем самым, пропуская кровь только в одном направлении, а именно из предсердий в желудочки. В неспособности клапанов раскрываться в области предсердий обвиняют сухожильные нити, начинающиеся у поверхностей и краев клапанов, а потом крепятся выступам желудочков, а именно к их мышечной составляющей. Такие выступы в свою очередь могут сокращаться одновременно с желудочками, тем самым, натягивая, словно струны, сухожильные нити, препятствуют выкручиванию створок в область предсердия, а, значит, и не допускает возвращение потока крови к предсердию.

В правом предсердии находятся полые легочные вены. Из обоих желудочков проходят артерия и ствол легкого, к ним присоединяется и восходящая аорта. От последней исходят еще три артерии, среди которых и коронарная, и венечная, которые способны насыщать кровью непосредственно мышцу сердца. В области, где происходит отхождение от желудочков, причастных к легочному стволу, и еще аорты, находятся полулунные клапаны, которые открывают в сторону тока крови. Именно они не дают происходить оттоку крови назад, в желудочки. За счет работы нескольких клапанов, получивших название полулунные и створчатые, приток крови к сердцу может идти лишь в одном направлении, а именно из предсердий в желудочки, а потом – в легочный ствол и аорту.

В двух областях, а именно правом желудочке, и еще предсердии слева оканчивается второй круг кровообращения – малый, в то время как у левого желудочка и правого предсердия делает то же самое большой круг. Правая половина сердца включает в себя венозную кровь, а левая – артериальную. Связываться между собой они не могут. Стенка сердца являет собой три слоя. Самым тонким внутренним слоем принято считать эндокард, а самый толстый получил название миокарда. Наружный слой, который по толщине может сравниться с самым первым – это эпикард. Этот слой выглядит, как висцеральный листок серозной оболочки сердца, а точнее перикарда.

Эндокард являет собой внутренний кожный слой, полностью покрывающий изнутри полость органа. Он в свою очередь полностью копирует рельеф и мышцы сосочковые, в том числе и их хорды. Он формируется за счет эпителиальной ткани, то есть эндотелия. Эндотелий представляет собой достаточно гладкую, даже можно сказать блестящую поверхность, которая отвечает за сокращение трения во время движения крови в сердце.

Между этими двумя слоями залегает миокард. Он был сформирован поперечнополосатой мышечной тканью, которая относится к сердцу. Кроме того, в его состав входят сердечные миоциты, то есть кардиомиоциты, соединенные друг с другом множество различных перемычек. За счет них миоциты связываются в единые мышечные комплекса, а также волокна, которые создают узкопетлистую сеть. Данная сеть отвечает за ритмичное сжатие не только желудочков, но и предсердий. Стенки, насыщенные мышцами, обладают наименьшей толщиной именно в предсердиях. Их толщина равняется трем или даже двум миллиметрам. В то время как слоя мышц в стенке у желудочка с левой стороны превосходит правый в два с половиной раза. Аппарат клапанов формируется благодаря особым выростам внутреннего слоя. Миокард – это основная масса стенки сердца.

Эпикардом называют поверхностную оболочку сердца. Он прилегает к миокарду снаружи. Создается эпикард по такому же принципу, как и серозные оболочки, а именно из пластинки соединительной ткани небольшой толщины, которая полностью укрыта мезотелием. Эпикард закрывает сердце, еще отделы восходящей аорты, легочный ствол, и окончания легочные и полых вен. Именно по данным сосудам эпикард превращается в париетальную пластинку перикарда.

Сердечная работа выражается в виде ритмично сменяемых друг друга сердечных циклов. Их еще называют периодами. Один период равняется одному сокращению, а потом и расслаблению сердца. Сжатие мышцы сердца в медицине принято называть систолой, противоположное действие зовется диастолой. При каждом сокращении желудочки сердца отправляют в аорту и еще в легочную артерию порядком 65-70 мл крови. 75 раз в минуту – такое сокращение сердца представляет собой сердечный цикл длиной в 0,8 секунды. В таком цикле разделяют три фазы, а именно сжатие предсердий, то же самое действие с желудочками, после это расслабленное состояние, а вернее просто пауза для желудочков и предсердий. Во время расслабление части сердца способны восстановиться. Именно в том, что ритмическое чередование сокращений и расслаблений миокарда происходит в сердце, оно не утомляется.

Сокращение сердца возможно лишь при протекании процессов иннервации непосредственно в мышце сердца. Из-за этого сердечная мышца сердца сокращается, несмотря на изолированность от организма. Данная особенность в медицине называется автоматией. Автоматия представляет собой возможность ритмического сокращения без различных внешних приспособлений при помощи импульсов, которые происходят непосредственно в сердце. К классическому примеру данной особенности, возможно, отнести возможность сердца, извлеченного изнутри, при возникновении особых условий сокращаться в течение нескольких часов, а иногда и суток. К сожалению, природа такого процесса, как автоматия до сих пор неизвестна. Но существуют доказательства, что происхождение подобных импульсов зависит от деятельности атипических мышечных волокон, которые разместились на многих зонах миокарда. Изнутри этих мышечных клеток нерегулярно формируются электрические импульсы, обладающие особой частотой, способные расходиться по миокарду. Место, где возникает это возбуждение, зовется синусно-предсердным узлом, а в разговорной речи просто водителем ритма. Размещается данный узел в поверхности того предсердий, что находится справа, недалеко от области, где образуют единое целое верхняя и нижняя полые вены. Именно здесь начинаются нервные проводящие пути. Именно по ним идет возбуждение до левого предсердия, а потом и к желудочкам. Поэтому первоначально начинают сокращаться предсердия, только после желудочки.

Сокращения сердца происходят непроизвольно, поэтому человек не может, приложив усилия, поменять частоту или силу сокращения. Деятельность сердца подвластна лишь нейрогуморальными механизмами. Импульсы, которые исходят от симпатического отдела, относящегося к вегетативной системе, способны ускорять работу сердца, а те, что исходят от парасимпатического, лишь снижают его скорость. Надпочечники вырабатывают гормон, которые зовется адреналином. Он увеличивает скорость биения сердца и придает большую силу его деятельности. В то время как ацетилхолин, наоборот, замедляет и ослабляет деятельность сердца. Частота сокращений сердца зависит напрямую от тироксина, то есть гормона, вырабатываемого щитовидной железы.

Изменение уровня физической и эмоциональной нагрузки организма отмечается различными рецепторами, а именно механорецепторами и хеморецепторами, которые разместились на разнообразных частях нашего тела, в том числе и сосудов, носящих в себе кровь. Те изменения, которые фиксируются ими, непроизвольно образуют реакцию, выраженную как изменение уровня деятельности сердца. Когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 70 до 75 ударов в минуту, желудочки будут перекачивать 4-5 литров крови. Во время напряженной физической работы, объем крови этот может равняться 20-30 литрам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *