Тема 7 (18). Регуляция сердечной деятельности

Мотивация изучения темы:

Изменения функций организма как в физиологических условиях, так и при заболеваниях требуют адекватного изменения гемодинамики, которое регулируется с участием как внутренних, так и внесердечных механизмов регуляции сердечной деятельности. Знание этих механизмов регуляции кровоснабжения миокарда необходимо для разработки оптимальных режимов в труде и спорте, диагностики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Знание рефлекторной и гуморальной регуляции деятельности сердца необходимо для понимания реакции сердечно-сосудистой системы на изменения внешней и внутренней среды организма, способствующей его адаптации к физиологическим перестройкам, а также при заболеваниях. Изучение этой темы имеет значение для понимания причинно следственных отношений, детерминизма физиологических реакций. Знание механизмов регуляции функций миокарда необходимо для разработки оптимальных режимов в труде и спорте, диагностики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы, которые в настоящее время являются главной причиной смертности.

Цели занятия:

Общая цель: изучение данной темы направлено на формирование общепрофессиональных компетенций ОПК-9 ФГОС ВО специальности 31.05.01 лечебное дело

Конкретные цели задачи:

В результате освоения темы студенты должны:

«Знать» механизмы внутрисердечной регуляции, особенности рефлекторной регуляции на разных уровнях управления, гуморальные механизмы регуляции.

«Уметь» использовать эти знания при выполнении практических работ и решении ситуационных задач для объяснения изменений функций миокарда и показателей его работы при разных физиологических состояниях организма;

«Владеть» некоторыми методами исследования рефлекторного влияния на сердечную деятельность.

Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимых для освоения темы

1.Морфофункциональные особенности иннервации сердца ( каф. анатомии человека)

2. Локализация центральных и периферических нейронов симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. ( каф. анатомии человека)

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

Перечень контрольных вопросов:

1. Классификация регуляторных влияний на деятельность сердца. Уровни и механизмы регуляции (гемодинамический, нервный и гуморальный).

2. Основные формы влияний на сердце.

3. Миогенные механизмы саморегуляции деятельности сердца: закон сердца, феномен Анрепа, эффект «лестницы» Боудича.

4.Характеристика влияний парасимпатической и симпатической частей вегетативной нервной системы на деятельность сердца (внесердечная регуляция)

5. Значение состояния тонуса блуждающих и симпатических нервов для характеристики активности сердца.

6.Интеро и экстерорецептивные рефлекторные влияния на сердце:

а) кардиокардиальные рефлексы

б) вазокардиальные рефлексы

в) висцерокардиальные рефлексы

г) моторно- кардиальные рефлексы

д) сенсокардиальные рефлексы

7.Интеграция механизмов, регулирующих работу сердца (роль гипоталамуса, КБП-головного мозга)

8.Гуморальная регуляция деятельности сердца.

9.Особенности рефлекторной и гуморальной регуляции сердца в онтогенезе человека.

Задание для СРС во внеучебное время:

1. Нарисуйте рефлекторные дуги, участвующие в регуляции работы сердца с рецепторов аорты, каротидного синуса, с кожи, с желудка.

2.Дайте характеристику изменений в работе сердца при возбуждении рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы.

3.Нарисуйте схему функциональной системы регуляции минутного объема крови.

4. Зарисуйте схему внутрисердечного рефлекса

Вопросы для самоконтроля подготовки к практическому занятию.

1.Какие механизмы осуществляют миогенную регуляцию сердца?

2.Что такое «Закон сердца»?

3.Как влияет на ритм сердца стимуляция его симпатических нервов?

4.Что такое трофический нерв сердца?

5.Каково влияние на ритм сердца блуждающего нерва?

6.Почему происходит ускользание сердца из-под влияния блуждающего нерва?

7.Что означают термины: батмотропный, хронотропный, инотропный, дромотропный, тонотропный?

8.Что такое « Рефлекс Гольца» ?

9.Что такое внесердечная регуляция деятельности сердца?

10.Что означает эффект « лестницы» Боудича?

11. Чем поддерживается тонус центров блуждающего и симпатических нервов, иннервирующих сердце?

12. Что произойдет при повышении тонуса блуждающих нервов?

13. Как ответит сердце при раздражении рецепторов каротидной зоны?

14. Что произойдет с работой сердца в первые минуты при помещении человека в холодную воду?

15.Как отреагирует сердце на сильные сокращения мышц рук или ног?

16. Что такое сопряженные и собственные рефлексы?

17. Что такое рефлекс Китаева?

18. Назовите проявления рефлексов: Черниговского, Парина, Циона-Людвига, Геринга-Иванова, Бецольда-Яриша, Бейн-Бриджа, Данини-Ашнера?

19. Какое действие на функцию сердца оказывает гормон щитовидной железы?

20. Как влияют на работу сердца ионы кальция?

Этапы проведения практического занятия

№ п/п	Название этапа	Цель этапа	Время
1	2	3	4
Вводная часть занятия
1	Организация занятия	Мобилизовать внимание студентов на данное занятие	2 мин.
2	Определение темы, мотивации, цели, задач занятия	Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов	3 мин
Основная часть занятия			80-90%
3	Контроль исходных знаний, умений и навыков. Опрос-беседа по контрольным вопросам	Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков. Коррекция исходного уровня знаний	30 мин
4	Задания на СРС в учебное время	Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной работе	5 мин.
5	Управляемая СРС в учебное время	Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия	25 мин.
6	Оценка результатов СРС	Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов	5 мин.
7	Итоговый контроль	Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка при решении ситуационных задач и тестового контроля	15 мин
Заключительная часть занятия			5-10%
8	Подведение итогов занятия	Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия	3 мин.
9	Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время	Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер	2 мин.

Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время

Задание	Объ-ект	Программа действия	Ориентировочные основы действия
2.Опыт Гольца	Чело-век	Считается исходный пульс в течение 15сек. Делается глубокое приседание с максимальным приближением колен к себе. В этом положении считать пульс в течение 15сек. (приседание производите как можно глубже) Оформление протокола: 1. Нарисуйте схему дуги вегетативного рефлекса (рецептор брюшной полости – спинной мозг – продолговатый мозг - сердце) 2.В выводах объясните: причину рефлекторного торможения сердечной деятельности при раздражении рецепторов брюшной полости.	Торможение работы сердца наблюдается в частности, в опыте, получившем название « Рефлекс Гольца». Возбуждение от рецепторов брыжейки при её раздражении по центростремительным волокнам в составе чревного нерва достигает спинного мозга, а затем поднимается в продолговатый мозг. Здесь, в области ядер блуждающих нервов, происходит замыкание рефлекторной дуги, и возбуждение по центробежным волокнам блуждающих нервов направляется к сердцу.
Глазосердечный рефлекс (рефлекс Данини –Ашнера) 2. Проба Чермана ( шейный вегетативный синокаротидный рефлекс). 3. Солярный рефлекс 4.Дыхательно-сердечный рефлекс (Геринга) у человека 5. Изменение сердечной деятельности при физической работе 6. Влияние ионов кальция, калия, адреналина, ацетилхолина на деятельность сердца (демонстрация)	Чело-век Чело-век Чело-век Чело-век Чело-век Сердце ля-гушки	У испытуемого подсчитайте исходную частоту сердечных сокращений по пульсу за 1 мин. Закройте глаза и большим и указательным пальцами левой руки через марлевые салфетки медленно с небольшим усилием надавите на боковую поверхность глаз испытуемого в течение 5-8 сек. и быстро прекратите надавливание. Подсчитайте частоту пульса (за 1 мин.) во время воздействия и после него. Сосчитать по пульсу число сердечных сокращений в 1мин: а) в положении сидя б) при надавливании на одну из сонных артерий в области угла нижней челюсти в течение 30сек. в) через пять мин. после опыта. Осуществите нерезкое давление кулаком в эпигастральной зоне в области солнечного сплетения в течение 30сек. Подсчитайте пульс за 30 сек. Опишите рефлекс Гольца, его рефлекторную дугу. У испытуемого, находящегося в положении сидя, определить ЧСС по пульсу. Затем сделайте глубокий вдох и задержите дыхание. В это время ещё раз подсчитайте пульс. В протоколе отметьте: частота пульса до задержки дыхания частота пульса на вдохе во время задержки дыхания разность частоты до задержки дыхания и на фоне задержки при глубоком вдохе в мин 1. Сосчитать по пульсу число сердечных сокращений в минуту: а) в положении сидя б) после физической нагрузки (20 приседаний или бег на месте в течение 1 мин) 2. Объяснить причину изменения ритма сердца после физической нагрузки (увеличение ЧСС) Запишите в протоколе кимограммы сердца лягушки: а) исходная б) при нанесении по 1 капле растворов в физиологической концентрации и в избытке (хлорида калия 1% , хлорида кальция 1%, ацетилхолина (1: 10000) и адреналина (1:1000) и избыток этих растворов(5-6 капель.) Объясните механизм действия каждого из применяемых веществ а) в физиологической концентрации б) в избытке Кимограммы а. фон ацетилхолин АХ б. фон АХ (избыток) а. фон К+ (калий) KCl б. фон KCl (избыток) а. фон Са++ (кальций) СaCl2 б. фон CaCl2 (избыток) фон Адреналин Адреналин Влияние медиаторов, электролитов и гормонов на деятельность сердца лягушки. а-вещество в физиологической концентрации; б-значительный избыток вещества. Стрелками указаны моменты аппликации веществ.	Суть рефлекса заключается в замедлении ритма сердца при надавливании на глазные яблоки, богатые афферентными окончаниями тройничного нерва Сильное механическое раздражение этих рефлексогенных зон приводит к повышению тонуса центров блуждающих нервов, обусловленное иррадиацией возбуждения от ядер тройничного нерва. Естественное тормозное влияние их ядер на сердце при этом еще более усиливается. Рефлекторная реакция появляется через 2-5сек и исчезает через 20-60сек после прекращения воздействия. В норме пульс урежается на 6-10 ударов в минуту. Уменьшение частоты сердечных сокращений на 12-15 ударов в минуту свидетельствует о повышении тонуса парасимпатических нервных центров. Отсутствие изменений или учащение сердечных сокращений свидетельствует о возможных нарушениях вегетативной регуляции сердца. Рефлекторная дуга этого рефлекса состоит из афферентных волокон тройничного нерва, нейронов продолговатого мозга и эфферентных волокон блуждающего нерва, которые оказывают тормозящее влияние на сердце. Замедление пульса на 6-12 уд. в мин. характерно для нормальной парасимпатической реакции (ваготония), замедление свыше 12 уд/мин. свидетельствует о значительном повышении тонуса парасимпатической нервной системы. Структура данного рефлекса сходна со структурой рефлекса Гольца ( рецепторы брюшной полости – спинной мозг – продолговатый мозг – сердце) При задержке дыхания после глубокого вдоха частота сердечных сокращений уменьшается вследствие повышения тонуса ядер блуждающего нерва, что проявляется в норме замедлением пульса на 4-6 ударов в мин. Замедление пульса на 8-10 ударов и более в мин. указывает на повышение тонуса парасимпатического отдела ВНС. Терминальные и дыхательные бронхиолы легких содержат механорецепторы блуждающих нервов. При значительном их растяжении (глубокое форсированное дыхание) афферентация от легких в центры продолговатого мозга резко усиливается, что вызывает замедление работы сердца Ритм сердца в ту или иную сторону обусловлен изменениями тонуса центров, регулирующих деятельность сердца. При угнетении центра блуждающего нерва, сердце будет сокращаться чаще, как и при возбуждении симпатической нервной системы, рефлекторно, от проприо- и хеморецепторов рефлексогенных зон. Ионы натрия необходимы для нормальной сократительной функции миокарда. При уменьшении их внутриклеточной концентрации уменьшается выделение из цистерн эндоплазматической сети и межклеточной жидкости ионов кальция. Ионы кальция необходимы для электромеханического сопряжения. Повышение концентрации кальция в крови вызывает увеличение силы и частоты сердечных сокращений. Избыток калия приводит к ослаблению сердечной деятельности вплоть до остановки сердца в диастолу. Особенно чувствительны к повышенному содержанию ионов калия пейсмекерные клетки синусного узла. Положительное действие оказывают гормоны: адреналин, гормоны щитовидной железы – тиронин , тироксин; глюкагон – гормон поджелудочной железы; кортикостероиды - гормоны коркового вещества надпочечников, а также кинины, простогландины и другие биологически активные вещества. В выводе укажите роль ионов и медиаторов в гуморальной регуляции деятельности сердца.

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

Тестовый контроль 1.

1. Синхронное сокращение кардиомиоцитов обеспечивается: 1.внутрисердечным периферическим рефлексом; 2.внутриклеточной регуляцией; 3.межклеточным взаимодействием; 4.внеклеточной регуляцией; 5.кардио-кардиальными рефлексами

2. Усиление сокращения левого желудочка при растяжении стенок правого обеспечивается: 1.внутриклекточной регуляцией; 2.внутрисердечным периферическим рефлексом; 3. межклеточным взаимодействием; 4.эффектом Анрепа.

3. Рефлекс Гольца – это 1.рефлекторная остановка сердца при ударе в эпигастральную область; 2.изменение силы сокращений сердца при изменении давления в артериальной системе; 3.изменение силы сокращения сердца при изменении исходной длины мышечных волокон; 4. увеличение возбудимости при ударе в эпигастральную область.

4. Рефлекс Ашнера заключается: 1. в изменении силы сокращения сердца при изменении исходной длины мышечных волокон; 2. в изменении силы сокращения сердца при изменении давления в артериальной системе; 3. в уменьшении ЧСС при надавливании на глазные яблоки; 4. в увеличении ЧСС при надавливании на глазные яблоки; 5. в увеличении АД при ударе в эпигастральную область.

5. Рефлекторное торможение деятельности сердца наблюдается при: 1. раздражении брюшины; 2. при повышении давления в дуге аорты; 3. при повышении давления в синокаротидной области; 4. при повышении давления в полых венах; 5. при глубоком редком дыхании.

6. Роль гипоталамуса в регуляции работы сердца заключается 1.в обеспечении работы сердца, адекватной ситуации и поведению 2. в изменении ЧСС при задержке дыхания

3. в условнорефлекторном изменении ЧСС 4. в изменении АД при задержке дыхания

5. в условно-рефлекторном изменении АД

7. При аппликации ацетилхолина на сердечную мышцу произойдет: 1. деполяризация миоцитов 2. гиперполяризация миоцитов 3. активация натриевых каналов 4. блокада натриевых каналов 5. блокада хлорных каналов.

8. Деятельность сердца усиливает 1.ионы кальция 2.тироксин 3. адреналин 4.ацетилхолин 5. инсулин

9. Деятельность сердца тормозят: 1.ионы кальция 2.ионы калия 3.адреналин 4.ацетилхолин 5.брадикинин

10.При повышении давления в полых венах ЧСС: 1.увеличивается 2.уменьшается 3.не изменяется 4.уменьшается, затем несколько увеличивается 5.сердце может остановиться.

Тестовый контроль 2:

1.Центр парасимпатической иннервации сердца находится: 1. в верхних шейных сегментах спинного мозга; 2. в верхних грудных сегментах спинного мозга: 3.в продолговатом мозге на дне IV желудочка; 4. в таламусе; 5. в нижних шейных сегментах спинного мозга.

2.Центр симпатической иннервации сердца находится : 1.в верхних грудных сегментах спинного мозга; 2. в продолговатом мозге; 3. в верхних шейных сегментах спинного мозга; 4. в таламусе; 5. в нижних шейных сегментах спинного мозга.

3.Переключение возбуждения с преганглионарных волокон на постганглионарные в симпатической нервной системе происходит: 1.в боковых рогах пяти верхних сегментах грудного отдела спинного мозга; 2. в продолговатом мозге; 3. в интрамуральных ганглиях; 4. в превертебральных и паравертебральных ганглиях; 5.в боковых рогах трёх нижних сегментов шейного отдела спинного мозга.

4.Переключение возбуждения с преганглионарных волокон на постганглионарные в парасисимпатической нервной системе происходит: 1.в боковых рогах пяти верхних сегментов грудного отдела спинного мозга; 2.в интрамуральных ганглиях; 3. в превертебральных и паравертебральных ганглиях; 4. в боковых рогах трёх нижних сегментов шейного отдела спинного мозга.

5. Инотропное влияние на деятельность сердца проявляется в: 1. увеличении ЧСС; 2. увеличении силы сокращения миокарда; 3. увеличении проводимости; 4. увеличении возбудимости; 5. уменьшении тонуса.

6.Отрицательный хронотропный эффект наблюдается при: 1.гипоксемии; 2.гипокапнии; 3.увеличении кровенаполнения в полых венах; 4.раздражении механорецепторов органов брюшной полости; 5.снижении давления в аорте.

7.Эффект Франка-Старлинга является примером регуляции работы сердца: 1.нейрогенной интракардиальной; 2.миогенной гетерометрической; 3.миогенной гомеометрической; 4.нейрогенной экстракардиальной.

8.Медиатор ацетилхолин постганглионарных окончаний вегетативной нервной системы взаимодействует с рецепторами кардиомиоцитов: 1. мускариновыми холинорецепорами; 2.никотиновыми холинорецепторами; 3. альфа 1-адренорецепторами; 4.бета-адренорецепторами 5. альфа 2-адренорецепторами.

9.Повышение тонуса блуждающих нервов вызывает: 1.уменьшение силы сердечных сокращений; 2. уменьшение частоты сердечных сокращений; 3.уменьшение возбудимости; 4.увеличение проводимости сердца; 5.увеличение периода абсолютной рефрактерности сердца.

10.Механизм действия норадреналина на клетки водителя ритма сердца: 1.открывает натриевые каналы и увеличивает скорость медленной диастолической деполяризации; 2.повышает уровень критической деполяризации; 3.открывает кальциевые каналы и активирует

Ситуационные задачи:

1. В эксперименте собаке произвели новокаином двустороннюю блокаду рецепторов в области бифуркации сонных артерий. Как изменится ЧСС?

2. Спортсмену во время тренировки нанесли удар в живот. У него произошёл обморок, на некоторое время снизилась ЧСС. Через рецепторы какого нерва опосредуется такая реакция организма?

3. Работа на велотренажёре в течение 1мин вызвала увеличение ЧСС. Каков механизм этой реакции сердца?

4. У человека в связи с рядом эндогенных перестроек возросла ЧСС до 90 в минуту в покое. Врач назначил ему некоторые препараты, в том числе раствор хлористого калия. Каков механизм и эффект действия ионов калия?

5.У больного начался приступ тахикардии. Под рукой нет никаких необходимых лекарств. Как можно попытаться прекратить приступ? аденилатциклазу; 4.активирует калиевые каналы; 5.увеличивает автоматию атриовентрикулярного узла.

6.В чём причина дыхательной аритмии сокращений сердца, заключающейся в том, что на вдохе ЧСС учащается, на выдохе – урежается?

7.При профосмотре у ряда рабочих металлургического завода зарегистрировано увеличение частоты сокращений сердца (в отдельных случаях свыше 200 уд/мин). Объясните механизм учащения работы сердца в данных условиях. Являются ли такие уровни тахикардии показателем здоровья?

8.При назначении некоторых лекарств усиливается обмен веществ в миокарде. Как наблюдается у нетренированных людей, такая тахикардия приводит к снижению систолического объёма крови, в результате чего доставка кислорода к тканям изменится при этом работа сердца?

9.И.П.Павлов в опыте на собаке раздражал веточку симпатичекого нерва, идущего к сердцу. Как при этом изменялась работа сердца?

10.В результате тренировок спортсмена возрастает давление крови в артериях, в том числе и в аорте. Изменится ли работа сердца и как?

Оснащение практического занятия:

Наглядные пособия: таблицы

Технические средства обучения: ТV, DVD

Литература:

а) основная

1. Нормальная физиология: учебник [под ред. К.В. Судакова]. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 880 с.

2. Нормальная физиология: учебник [под ред. В.М. Смирнова]. М.: Издательский центр «Академия», 2012. 480 с.

б) дополнительная

1. Камкин А.Г. Атлас по физиологии в 2-х томах. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.

2. Нормальная физиология: учебник [под ред. А.В. Завьялова, В.М. Смирнова]. М.: МЕДпресс-информ, 2009. 916 с.

3. Судаков К.В., Андрианов В.В., Вагин Ю.Е., Киселев И.И. Физиология человека: Атлас динамических схем. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 416 с.

4. Агаджанян Н.А., Смирнов В.М. Основы физиологии человека: учебник в 2-х томах. М.: РУДН, 2007. 364 с.

5. Атлас по нормальной физиологии [под ред. Н.А. Агаджаняна]. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2007. 496 с.

6. Нормальная физиология: учеб. пособие в 3-х томах [под ред. В.Н. Яковлева]. М.: «Медицина», 2006.

7. Ситуационные задачи по нормальной физиологии [под ред. Л.Д. Маркиной]. Владивосток: Медицина ДВ, 2005.