Приднестровский государственный университет

им. Т.Г. Шевченко

Медицинский факультет

Кафедра физиологии и фармакологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ

УКАЗАНИЯ

к лабораторным занятиям

по нормальной физиологии

(для студентов II курса)

Тема: «Сердечно-сосудистая система»

Тирасполь

2012

УДК 616.1(075.8)

ББК Р410я73

Л 47

Аннотация:

Рассмотрены теоретические основы строения и функционирования сердечно-сосудистой системы, показатели ее деятельности, методы определения артериального давления, поликардиографии - метода, основанного на синхронной регистрации электрокардиограммы, фонокардиограммы, сфигмограммы, флебограммы. Представлено описание приборов и порядок выполнения лабораторных работ по изучению основных показателей, характеризующих работу данной физиологической системы организма человека.

Составители:

А.И. Леорда, доцент, к.б.н., зав. кафедрой физиологии и фармакологии медицинского факультета ПГУ им. Т.Г. Шевченко

В.Ю. Попеня, преподаватель кафедры физиологии и фармакологии медицинского факультета ПГУ им. Т.Г. Шевченко

Рецензенты:

С.Н. Гараева, к.б.н., ведущий научный сотрудник Института физиологии и санокреатологии АНМ

Г.П. Пальцева, ст.преподаватель кафедры физиологии и фармакологии медицинского факультета ПГУ им. Т.Г. Шевченко

Утверждено Научно-методическим Советом

ПГУ им. Т.Г. Шевченко

Протокол № 8 от «19» апреля 2012 г.

© А.И. Леорда В.Ю. Попеня , 2012

Тема №1: «Физиология сердца»

Необходимо знать:

1. Большой и малый круги кровообращения. Гемодинамическая функция сердца. Значение клапанного аппарата сердца.

2. Проводящая система сердца, ее физиологическое значение. Современные представления о субстрате, природе и градиенте автоматии сердца. Опыт Станниуса.

3. Возбудимость клеток рабочего миокарда. Потенциал действия, его фазы. Электромеханическое сопряжение в сердечной мышце (сравнить со скелетной).

4. Особенности проведения возбуждения в рабочем миокарде. Закон «все или ничего».

5. Сократимость рабочего миокарда. Механизм сокращения. Гомо- и гетерометрический механизмы саморегуляции сократимости.

6. Фазы изменения возбудимости рабочего миокарда при его возбуждении (сравнить со скелетной мышцей). Экстрасистола (предсердная, желудочковая).

7. Сердечный цикл. Изменение объема и давления крови в полостях сердца в различные его фазы. Систолический и минутный объем крови.

Ключевые понятия и определения

Непрерывное движение крови в организме обеспечивается системой органов кровообращения - сердца и сосудов.

Благодаря особенностям строения и физиологических механизмов, отличающих сердечную мышцу от скелетной, сердце способно осуществлять насосную, нагнетательную функции и обеспечивать перекачивание крови из венозного в артериальный отдел сосудистого русла.

Сердечные миоциты в функциональном отношении подразделяются на две группы:

Миоциты проводящей системы формируют в сердце ряд узлов и пучков. Главными свойствами проводящей системы являются автоматизм и различная скорость проведения возбуждения в разных ее элементах, что формирует структуру сердечного цикла. Благодаря особенностям проводящей системы обеспечивается быстрое и одновременное распространение возбуждения по рабочему миокарду желудочков и формируется их систола.

Рис. 1. Проводящая система сердца.

Вторая группа клеток - собственные сердечные миоциты, которые формируют мышечную стенку предсердий и желудочков (т.н. рабочий миокард).

Основными свойствами клеток рабочего миокарда являются:

• возбудимость;

• проводимость;

• сократимость;

• рефрактерность.

При определенных условиях они могут проявлять свойства автоматизма. Важная особенность сердечной мышцы - наличие длительного периода абсолютной рефрактерности, занимающего весь период систолы (сокращения) и частично период диастолы (расслабления сердечной мышцы). Это свойство сердечной мышцы предупреждает возможность тетанических сокращений и гарантирует режим одиночных. Для понимания этого механизма следует рассмотреть (рис. 2)

Рис. 2. Сопоставление электрических и механических явлений в миокарде.

А - одиночный сердечный цикл; Б - ПД и механограмма; В — изменение возбудимости; Г - ЭКГ; АРП и ОРП - абсолютный и относительный рефрактерные периоды; СН - супернормальный период.

При нанесении внеочередных раздражений на сердечную мышцу в разные фазы сердечного цикла можно убедиться в том, что экстрасистола (внеочередное сокращение) возникает только в случае, если раздражающий стимул наносится во время диастолы.

Основные показатели деятельности сердца

Систолический объем крови - объем крови, выбрасываемый левым и правым желудочками сердца во время систолы. Он одинаков для обоих желудочков и составляет по 70 - 75 мл крови.

Минутный объем крови - объем крови, выбрасываемый сердцем за одну минуту. Его можно определить, умножив величину систолического объема на частоту сокращений сердца в одну минуту.

Сердечный цикл складывается из двух фаз: систолы и диастолы. Продолжительность одиночного сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При частоте 70 - 75 уд/мин продолжительность сердечного цикла составляет 0,8 с. При таком ритме систола желудочков равна 0,33 с, а их диастола - 0,47 с. Систола и диастола – сложные фазы и состоят из нескольких периодов. В систоле различают два периода – напряжения и изгнания крови, включающие в себя:

1) фазу асинхронного сокращения – 0,05 с;

2) фазу изометрического сокращения – 0,03 с;

3) фазу быстрого изгнания крови – 0,12 с;

4) фазу медленного изгнания крови – 0,13 с.

Диастола продолжается около 0,47 с и состоит из трех периодов:

1) протодиастолического – 0,04 с;

2) изометрического – 0,08 с;

3) периода наполнения, в котором выделяют фазу быстрого изгнания крови – 0,08 с, фазу медленного изгнания крови – 0,17 с, время пресистолы – наполнение желудочков кровью – 0,1 с.

Необходимо уметь:

1. Ознакомиться с методом регистрации сокращений сердца лягушки в остром опыте.

2. Экспериментально доказать, что во время сердечного цикла происходят фазовые изменения возбудимости, которые обеспечивают способность сердца осуществлять одиночные сокращения и препятствуют возникновению суммации сокращений.

3. Экспериментально доказать наличие убывающего градиента автоматии в сердце.

РАБОТА№1.

Наблюдение и графическая регистрация сердечной деятельности у

лягушки

Цель работы: ознакомить студентов с методом регистрации сокращений сердца лягушки в остром опыте.

Необходимо для работы: лягушка, препаровальный набор, кимограф, рычажок Энгельмана, серфин, нитки, грузик, булавки, марлевая салфетка, раствор Рингера, препаровальные дощечки.

Проведение работы:

1. Лягушку обездвижить и прикрепить булавками к деревянной дощечке.

2. Захватить кожу пинцетом несколько ниже грудной кости и произвести крестообразный разрез.

3. Приподнять грудину пинцетом, подрезать мышечную стенку и удалить всю грудину над областью сердца, пересекая ключицы с обеих сторон.

4. Рассечь перикард в направлении продольной оси сердца и удалить его. Привязать при помощи нитки серфин к рычажку Энгельмана и отрегулировать чернильную запись на кимографе.

5. Захватить серфином верхушку сердца в момент диастолы и зафиксировать дощечку с лягушкой в штативе таким образом, чтобы сокращения сердца передавались на пишущий рычаг. При необходимости в области фиксации серфина к рычажку можно подвесить грузик (маленькую гирьку), облегчающий работу сердца и увеличивающий амплитуду записи.

6. Подвести писчик к бумаге кимографа и включить его. Во время движения кимографа записать кардиограмму (рис. 3).

7. Бумагу с зарегистрированной кардиограммой осторожно снять с барабана кимографа и фрагмент записи вклеить в протокольную тетрадь при описании хода работы. Обозначить основные фазы сердечного цикла.

Рис.3. Схема установки для графической регистрации сокращений сердца лягушки: 1 -рычажок; 2 - писчик; 3 - барабан кимографа

РАБОТА №2.

Особенности возбудимости сердца. Экстрасистола

Цель работы: экспериментально доказать, что во время сердечного цикла происходят фазовые изменения возбудимости, которые обеспечивают способность сердца осуществлять одиночные сокращения и препятствуют (в отличие от скелетной мышцы) возникновению суммации сокращений.

Необходимо для работы: лягушка, препаровальный набор, кимограф, рычажок Энгельмана, серфин, грузики, нитки, булавки, дощечка, электростимулятор.

Проведение работы:

1. Приготовить лягушку для регистрации сокращений сердца, как указано в работе № 1.

1. Включить электростимулятор.

2. Подобрать пороговое значение стимула по реакции мышцы брюшка лягушки.

2. Положить под спину лягушки один электрод, конец которого можно обернуть марлевой салфеткой, смоченной раствором Рингера.

1. В момент работы сердца, легко прикасаясь вторым электродом к его ткани, замкнуть цепь и нанести раздражение. Раздражение наносить на поверхность предсердий или желудочка в различные фазы сердечного цикла (в момент систолы и диастолы). Можно использовать вильчатые электроды (рис.4).

2. В протоколе описать ход работы, вклеить кимограмму, обозначить на кардиограмме экстрасистолу и компенсаторную паузу. Объяснить значение длительной рефракторной фазы для функции сердца и механизм компенсаторной паузы после желудочковой экстрасистолы. (Сравнить полученную запись с рис. 5, а, б)

Рис. 4. Схема установки для получения экстрасистол:

1 - вильчатые электроды; 2- стимулятор; 3 - барабан кимографа

б)

Рис. 5. Желудочковые (а) и предсердные (б) экстрасистолы (обозначены стрелками)

РАБОТА №3.