4. Регуляция сердечной деятельности

Работа сердца, т.е. частота и сила его сокращений, изменяются в зависимости от условий внешней среды и активности организма. Эти изменения бывают очень часто, наступают быстро, и колебания в деятельности сердца бывают довольно значительные. Так, частота сокращений сердца у лошади в покое 40 в минуту, при беге достигает 120, систолический объем в покое 500 мл, при нагрузке - 1000 мл, минутный объем в покое 20 л, при нагрузке 100-120 л.

Такие значительные колебания и резкий переход от одного ритма к другому обусловлены сложной нейрогуморальной регуляцией сердечной деятельности.

Нервная регуляция деятельности сердца

Центр регуляции деятельности сердца находится в продолговатом мозге на дне четвертого мозгового желудочка. Кроме этого центра имеется ряд вышележащих центров, принимающих участие в регуляции сердечной деятельности. Они расположены в гипоталамической области промежуточного мозга, мозжечке, коре больших полушарий. От центра продолговатого мозга к сердцу подходят симпатические и парасимпатические нервы. Если перерезать нервы, идущие к сердцу, то животное не погибнет, но оно не сможет выполнять даже малейшей работы. Автоматия сердца, обеспечивающая его сокращение после перерезки нервов, компенсирует только потребности организма для обмена веществ в состоянии полного покоя.

Симпатические нервы, иннервирующие сердце, отходят от боковых рогов пяти передних сегментов грудного отдела спинного мозга, и преганглионарные волокна идут до шейного и звездчатого симпатических ганглиев. От них отходят постганглионарные волокна, которые заканчиваются в мускулатуре предсердий и желудочков.

Симпатические волокна оказывают на сердце положительное влияние. При раздражении их наблюдаются следующие эффекты:

- увеличивается частота сокращений (положительный хронотропный эффект);

увеличивается сила сокращений (положительный инотропный эффект);

увеличивается возбудимость сердца (положительный батмотропный эффект);

- увеличивается проводимость сердечной мышцы (положительный дромотропный эффект).

Влияние на сердце симпатических нервов проявляется позднее, чем парасимпатических, так как латентный период возбуждения у симпатических волокон продолжительнее.

Симпатические волокна называются трофическими нервами сердца.

Парасимпатические нервы это волокна блуждающего нерва. Они отходят от продолговатого мозга, идут в общем стволе блуждающего нерва, а в грудной полости отделяются и доходят до ганглиев, находящихся в самом сердце. Это преганглионарный нейрон. От ганглиев отходит постганглионарный нейрон, несущий импульсы к синусному и атриовентрикулярному узлам проводящей системы сердца. Правый блуждаю­щий нерв оканчивается в синусном узле, а левый - в атриовентрикулярном. Желудочки блуждающим нервом не иннервируются. Блуждающий нерв оказывает на сердце тормозящее влияние. При раздражении блуждающего нерва наблюдаются отрицательные хронотропный, инотропный, батмотропный и дромотропный эффекты.

При длительном раздражении блуждающего нерва наблюдается остановка сердца. Но через некоторое время после остановки сердце возобновляет сокращения. Такое явление получило название «ускользание сердца».

Нервные центры, от которых к сердцу идут блуждающие нервы, находятся в состоянии постоянного тонуса и от них к сердцу постоянно идут тормозящие импульсы. Поэтому после перерезки блуждающих нервов, идущих к сердцу, частота сокращений резко возрастает.

Тонус симпатических нервов выражен слабее, но и в этом случае перерезка симпатических нервов сопровождается снижением частоты сокращений сердца на 15-20%.

При работе сердца симпатические и парасимпатические центры находятся во взаимодействии. Если тонус парасимпатических центов понижается (при работе), то тонус симпатических возрастает, и наоборот.

Нервная регуляция сердечной деятельности осуществляется рефлекторным путем.

Особое значение в рефлекторной регуляции имеют рефлексогенные зоны крупных кровеносных сосудов.

Такие зоны расположены в дуге аорты и в месте разветвления сонной артерии (каротидный синус). Там заложены барорецепторы, воспринимающие повышение давления. От них импульсы поступают в центр сердечной деятельности и от него по блуждающему нерву к сердцу. Работа сердца затормаживается, что приводит к уменьшению притока крови и снижению давления в этих сосудах.

Такие же зоны расположены и в полых венах. При их раздражении частота и сила сердечных сокращений увеличиваются. Это приводит к усиленному оттоку крови от сердца, и давление в венах снижается. Такая регуляция получила название саморегуляции работы сердца. Рефлексогенные зоны, влияющие на работу сердца, имеются и в других участках тела.

При раздражении рецепторов брюшины наблюдается торможение сердечной деятельности. При сильном ударе можно вызвать даже остановку сердца (опыт Гольтца). Рецепторы, изменяющие работу сердца, находятся в грудной полости, в средостении под эпикардом.

Сердце изменяет деятельность при раздражении экстерорецепторов. Раздражение рецепторов слизистой носа и дыхательных путей ведет к торможению сердечной деятельности и может вызвать остановку сердца на 20-30 секунд.

При надавливании на глазное яблоко работа сердца затормаживается и ритм сокращений снижается на 10-20 ударов в минуту (рефлекс Ашнера).

Тепло, холод, страх, ярость, болевые раздражения вызывают изменение сердечной деятельности. В зависимости от того, вызывается при данном раздражении возбуждение центров блуждающего или симпатического нервов, будет различный эффект - либо замедление, либо ускорение работы сердца.

Все психо-эмоциональные состояния сопровождаются изменениями сердечной деятельности. Даже воспоминание о каких-то аспектах, влияющих на ЦНС и вызывающих боль, страх, радость, тревогу и т.д. приводит к изменению работы сердца. И это нашло отражение в целом ряде обыденных выражений: «сердце прыгает от радости», «сердце замирает от страха», «сердце сжалось от жалости» и т.д.

Гуморальная регуляция деятельности сердца

Гуморальная регуляция осуществляется за счет гормонов и других химических веществ, поступающих к сердцу с кровью. Нервная и гуморальная регуляция тесно связаны между собой и представляют единый механизм нейрогуморальной регуляции.

Из соединений, циркулирующих в крови и оказывающих влияние на сердце, важное значение имеют адреналин и тироксин.

Адреналин - гормон мозгового вещества надпочечников. Действует аналогично симпатической нервной системе, т.е. усиливает работу сердца, учащает его ритм. При мышечной работе, эмоциональном возбуждении, боли, ярости выделение адреналина резко увеличивается.

Тироксин — гормон щитовидной железы, также усиливает сердечную деятельность. Положительное влияние на работу сердца оказывают гормоны коры надпочечников — глюкокортикоиды, серотонин, глюкагон, ангиотензин.

Тормозит работу сердца медиатор парасимпатической нервной системы ацетилхолин.

Важное значение в регуляции сердечной деятельности имеют электролиты. Изменение концентрации катионов Са и К в крови ведет к изменению работы сердца.

Кальций стимулирует работу сердца, а при его избытке сердце останавливается в состоянии систолы. Калий тормозит сердечную деятельность и при избытке вызывает остановку сердца в фазе диастолы.

На работу сердца влияет уровень кислорода, углекислого газа и водородных ионов в крови. Снижение содержания О₂, увеличение СО₂ и ацидоз крови угнетают работу сердца.