Ход работы.
Готовят изолированное сердце лягушки, укрепляют его в штативе к рычажку Энгельмана. Электроды от электростимулятора подводят к сердцу, устанавливают рычажок Энгельмана в горизонтальном положение, приближают к кимографу и записывают кривую сокращения сердца - экзокардиограмму.
Раздражают сердце одиночными ударами электрического тока (можно действовать механическим раздражителем).
Наносят раздражители в фазу систолы и диастолы желудочков, записывают ряд экстрасистол.
Результат: Из кимограммы видно, что раздражение нанесенное на желудочек во время диастолы вызывает внеочередное сокращение- экстрасистолу, за которой следует более длительная пауза - компенсаторная, она возникает в силу того, что выпадает один очередной импульс от синусного узла, приходящий в абсолютно рефрактерную фазу желудочка, обусловленную экстрасистолой.
Раздражение только временно нарушает ритм сокращений желудочка, определенный автоматическими импульсами возбуждения, возникающими в синусе.
Вывод: Вследствие длительной рефрактерной фазы сердце не способно к тетаническим сокращениям. Отделы сердца (предсердия и желудочек) в ответ на одиночные ритмические импульсы из синусного узла дают последовательные сокращения, что необходимо для осуществления нагнетательной функции сердца.
Занятие № 16.
Тема: Физиологические свойства сердца. Автоматия и проводимость.
Способность сердца сокращаться вне организма носит название автоматии. В сердце находится специальная ткань, представленная узлами и пучками, которая генетически принадлежит мышцам, но выполняет функции нервной ткани. В ней возникает и проводится возбуждение от одного участка сердца к другому. Это ткань носит название, проводящей системы сердца, она связывает в единое функциональное целое различные отделы сердца.
У высших животных проводящую систему составляет: синусный узел, расположенный у места впадение верхней и нижней полой вены в правое предсердие, атриовентрикулярный узел Ашофф - Тавара и пучок Гиса, берущий начало от атриовентрикулярного узла. Пучок Гиса, отходя от атриовентрикулярного узла, делится на две ножки, одна из которых идет к левому, а другая - к правому желудочку. Концевые волокна этих ножек разделяются на множественные волокна, расположенные под эндокардом и заканчивающиеся в сердечной мышце (волокна Пуркинье). По этим тончайшим волокнам возбуждение передается всем мышечным волокнам, вызывая одновременное их сокращение.
В сердце лягушки имеется особый отдел, примыкающий к правому предсердию, называющийся венозным синусом. В него впадают две верхние и одна нижняя полые вены. Система, проводящая возбуждение, представлена в сердце лягушки двумя образованиями: скоплением атипической мышечной ткани в венозном синусе (узел Ремака) и тонкостенной атриовентрикулярной воронкой из атипической мышечной ткани (узел Биддера), лежащей под эндокардом и соединяющей мускулатуру предсердия и желудочка. Эти волокна заканчиваются в двух верхних третях желудочка, в верхушке сердца нет атипической мышечной ткани.
Впервые ответы на вопросы, где возникают в бьющемся сердце импульсы, все ли отделы сердца и в какой степени способны к автоматической деятельности, дал опыт Станниуса. Этот опыт заключается в последовательном наложении трех лигатур (перевязок), разобщающих между собой отделы сердца лягушки.
Отличительной особенностью сердца является наличие большого количества межклеточных контактов - нексусов. Эти контакты являются местом перехода возбуждения с одной клетки на другую.
Существование большого количества межклеточных контактов увеличивает надежность проведения возбуждения в миокарде.
Возникнув в синусно-предсердном узле, возбуждение распространяется по предсердиям, достигая атриовентрикулярного узла. В атриовентрикулярном узле благодаря небольшой толщине его мышечных волокон и особому способу их соединения возникает некоторая задержка проведения возбуждения. Вследствие задержки возбуждение доходит до атриовентрикулярного узла и сердечных, проводящих миоцитов (волокна Пуркинье) лишь после того, как мускулатура предсердий успевает сократиться и перекачать кровь из предсердий в желудочки.
Следовательно, атриовентрикулярная задержка обеспечивает необходимую последовательность сокращений предсердий и желудочков. В случае поражения и выхода из строя синусно-предсердного узла водителем ритма может стать атриовентрикулярный узел. Если окажется выключенным и этот узел, то процесс возбуждения спонтанно может возникнуть в клетках волокон Пуркинье. Ритм сердца при этом будет очень редким - примерно 20 в минуту.
Таким образом, наличие проводящей системы обеспечивает ряд важных физиологических особенностей сердца: 1) ритмическую генерацию импульсов (ПД), 2) необходимую последовательность (координацию) сокращений предсердий и желудочков, 3) синхронное вовлечение в процесс сокращение клеток миокарда желудочков.
Автоматия, обусловлена наличием узлов автоматии. Главным является синусный узел у лягушки его называют Ремака (рис.12), у теплокровных - Кис-Флэка (рис.13)
Рис. 12. Сердце лягушки.
1- узел Ремака; 2- узел Биддера; 3- желудочек; 4- предсердия; 5- венозный синус.
Рис. 13. Схема проводящей системы сердца теплокровных.
1 - верхняя и нижняя полые вены, 2 - предсердия, 3 - желудочки, 4 – волокна Пуркинье, 5 – синусный узел Кис-Флэка, 6 – предсердножелудочковый узел Ашофф - Тавара, 7 - пучок Гиса.
Вторым узлом автоматии является атриовентрикулярный у лягушки его называют Биддера, у теплокровных – Ашофф-Тавара, пучок Гиса, волокна Пуркинье.
Цель занятия: Изучить физиологические свойства и их особенности в различных морфологических структурах сердца.
Домашние задание:
Нарисовать график электрического возбуждения в клетках синусного узла, водителя ритма сердца.
Изменение ионной проводимости в пейсмекерных клетках проводящей системы сердца.
Вопросы для подготовки:
Как устроено сердце лягушки?
Расскажите о строении сердца теплокровных животных.
Что понимают под сердечным циклом?
Что доказывают перевязки по Станниусу?
Где зарождаются импульсы, заставляющие сердце сокращаться и как они распространяются?
Какие части сердца не обладают способностью к автоматии?
Из каких элементов состоит проводящая система сердца?
Что такое автоматия сердца, чем она обусловлена?
Работа № 1. Анализ проводящей системы сердца лягушки (опыт Станниуса).
Цель работы: Выяснить: а) локализацию основных центров автоматии,
б) наличие градиента автоматии, в) ведущую роль синусного узла в автоматии сердца.
Оборудование: препаровальный набор, кюветка с салфеткой, раствор Рингера, дощечка, лигатура, серфинка, лягушка.