Нагнітальна функція серця

Серце, що скорочується, виштовхує кров у артерії. Цю функцію виконують шлуночки, які з обох боків на вході й виході мають клапани, що у певні періоди серцевого циклу перекривають відповідні отвори. Чотири клапанних отвори в серці розташовані приблизно в одній площині. Клапани серця утворені складками ендокарда. Основи стулок клапанів прикріплюються до твердого кільця з фіброзної тканини. Клапани призначені для впорядкування кровотоку, напрямку його від венозного до артеріального відділу.

Передсердно-шлуночкові клапани (атріовентрикулярні) під час систоли шлуночків запобігають зворотному закиду крові в передсердя. Клапан між правими передсердям і шлуночками називається тристулковим клапаном. Між лівими передсердям і шлуночком розміщується двостулковий (мітральний) клапан. Аортальний і легеневий (півмісяцеві) клапани за­побігають поверненню крові з цих судин у шлуночки під час діастоли. Відкриваються і закриваються клапани пасивно – потоком крові.

Серцевий цикл. Циклічно повторювану зміну станів розслаблення (діастоли) і скорочення (систоли) серця називають серце­вим циклом. При частоті скорочень серця (ЧСС) 75 ударів за 1 хв. тривалість усього циклу становить 0,8 с.

Скорочення серця починаються із систоли передсердь, що триває 0,1 с. В цей час стулкові клапани відкриті в напрямку до шлуночків, і кров надходить із передсердь у шлуночки. Під час систоли передсердь кров не може повернутися назад у вени, тому що гирла вен при цьому стискаються кільцевими м'язами. За систолою передсердь настає їх діастола з одночасною систолою шлуночків, що триває 0,3 с.

Систола шлуночків поділяється на два періоди: напруження та виштовхування крові.

На початку систоли шлуночків росте їх м'язовий тонус, атріовентрикулярні клапани закриваються, а півмісяцеві клапани аорти і легеневої артерії були закриті раніше - період напруження. Тиск крові в шлуночках внаслідок цього стає вищим від тиску в аорті і легеневій артерії, тому півмісяцеві клапани відкриваються, і кров прямує в судини - період виштовхування крові.

Після систоли шлуночків починається їх діастола (0,4 с), яка складається з періодів розслаблення і наповнення. Під час періоду розслаблення м'язовий тонус шлуночків падає, півмісяцеві клапани закриваються (внаслідок підвищення тиску крові в аорті та легеневій артерії). Атріовентрикулярні клапани ще не відкрилися. Це призводить до зниження тиску крові в шлуночках, результатом ­чого є відкриття атріовентрикулярних клапанів і надходження крові з передсердь знову в шлуночки. В працюючому серці діастола передсердь частково співпадає з діастолою шлуночків. Це називається паузою. В період паузи кров надходить з порожнистих вен у праве передсердя і з легеневих вен – у ліве передсердя. За паузою йде систола передсердь, під час якої у шлуночках відбувається фаза активного наповнення кров'ю.

Частота серцевих скорочень. У дорослої здорової людини серце за хвилину скорочується в середньому 70 разів. Частота серцевих скорочень залежить від численних факторів. Цей параметр різко збільшується при фізичному навантаженні, емоційному напру­женні, підвищенні температури тіла.

Частота серцевих скорочень підвищується у молодих людей під час вдиху ­дихальна аритмія. На частоту серцевих скорочень впливає положення тіла: у вертикальному положенні вона найвища, у сидячому – нижча, а у горизон­тальному серце скорочується ще повільніше.

Частота серцевих скорочень залежить від віку. У новонароджених вона досягає 140 ударів за хвилину, у дітей 1 року – 100-120, в 10 років – 80, в 20 років – 60-80, а у людей старечого віку знову збільшується до 90-95 ударів.

Збільшення частоти серцевих скорочень називається тахікардією, а зменшення – брадикардією. Брадикардія найчастіше буває у спортсменів у спокої – ­40-50 ударів за хвилину ("наполеонівський пульс").

Частота скорочень серця регулюється нервовою системою і гормонами. Так, вона збільшується під впливом симпатичних нервів і гормону щитоподібної залози – тироксину. Парасимпатичний нерв (блукаючий) сповільнює діяльність серця. Кора великих півкуль теж впливає на частоту серцевих скорочень. Цим можна пояснити передстартову тахікардію у спортсменів.

Систолічний та хвилинний об'єм серця

Кількість крові, що викидається шлуночком серця при кожному скороченні, називається систолічним (СО) або ударним об'ємом (УО). В середньому він становить 60-70 мл крові. Кількість крові, що викидається правим і лівим шлуночками, однакова.

Знаючи частоту серцевих скорочень (ЧСС) і систолічний об'єм, можна визначити хвилинний об'єм кровообігу (ХОК), або серцевий викид:

ХОК = СО×ЧСС.

У стані спокою у дорослої людини хвилинний об'єм кровотоку в середньому складає 5 л. При фізичних навантаженнях систолічний об'єм може збільшуватися вдвоє, а серцевий викид досягати 20-30 л.

Регуляція функції серця

Під впливом регуляторних факторів можуть змінюватися всі фізіологічні властивості міокарда. Загальноприйнято позначати ці впливи такими термінами:

• інотропний ефект – змінює силу серцевих скорочень;

• хронотропний ефект – змінює ЧСС;

• дромотропний ефект – впливає на провідність;

• батмотропний ефект – змінює збудливість.

Міогенна регуляція. Збільшення сили серцевих скорочень залежить від розтягування серцевого м'яза. Чим більше розтягнутий серцевий м'яз, тим сильніше він скорочується. Фізіолог Старлінг встановив "закон серця" (закон Франка-Старлінга): при підвищенні наповнення серця кров'ю під час діастоли і, відповідно, при збільшенні розтягування серцевого м’яза сила серцевих скоро­чень зростає. Однак, цей закон в організмі має обмежене значення, тому що сила серцевих скорочень регулюється нервовою системою.

Нервова регуляція. Іннервація серця здійснюється вегетативною нервовою системою. Симпа­тичні волокна (серцеві нерви) до нього йдуть від шийних і грудних вузлів сим­патичного стовбура. Парасимпатична іннервація відбувається за рахунок блукаю­чого нерва.

Основна роль у регуляції діяльності серця на рівні довгастого мозку нале­жить парасимпатичному центру. Парасимпатичні ядра взаємодіють із симпатич­ними серцевими центрами торакального відділу спинного мозку та відділами, що лежать вище (гіпоталамічними, лімбічної системи, кірковими), і забезпечують рефлекторну регуляцію діяльності серця. Блукаючі нерви опосередковують пара­симпатичні впливи на серце, що сприяє зменшенню частоти і сили серцевих скорочень, а значить і серцевого викиду. Активація симпатичних нервів серця посилює серцеву діяльність.

При подразненні барорецепторів (тиском крові) і хеморецепторів (хімічними агентами) рефлексогенних зон виникають рефлекторні зміни у діяльності серця. Особливе значення мають рефлексогенні зони, що розташовані в дузі аорти, в ділянці розгалуження загальної сонної артерії, у порожнистих венах. Одним з основних серцевих рефлексів є рефлекс з дуги аорти (Ціона-Людвіга). При збільшенні тиску крові в дузі аорти подразнюються барорецептори, від них ім­пульсація йде до парасимпатичного депресорного центру довгастого мозку, внаслі­док чого його тонус підвищується. Далі інформація передається блукаючим нервом до серця, що призводить до зменшення сили і частоти серцевих скорочень, при цьому тиск крові знижується. Такий самий механізм зміни в діяльності серця через барорецептори, що знаходяться в ділянці розгалуження загальної сонної артерії (рефлекс Герінга).

До серцевих рефлексів відноситься рефлекс Бейнбріджа. Суть його полягає в наступному: барорецептори в порожнистих венах розташовані в ділянці їх впадання в праве передсердя. При надмірному наповненні вен кров'ю барорецептори збуджуються, імпульсація від них йде до симпатичних серцевих центрів, що знаходяться у спинному мозку. При цьому останні збільшують свою активність і по симпатичних нервах викликають підвищення діяльності серця. Серцевий викид при цьому зростає, відбувається розвантаження серця і відтік крові відповідає його притоку. Крім того, симпатичні нерви справляють на серце ще й трофічну дію.

Гуморальна регуляція. Тироксин підвищує ЧСС, чутливість серця до симпатичних впливів. Катехоламіни, що викидаються в кров під час фізичних навантажень або під дією стресу, збільшують частоту і силу серцевих скорочень. Кортикоїди, ангіотензин, серотонін, вазопресин, інсулін, глюкагон підвищують силу серцевих скорочень.