Тема 7. Особенности сердечно-сосудистой системы.

Работа № 1. Вычисление минутного объема сердца.

Цель работы: Овладеть методикой вычисления минутного объема сердца у различных сельскохозяйственных животных.

При сокращении мышцы желудочков сердца кровь под давлением прогоняется из полости сердца в аорту и легочную артерию. Определение объема крови, выбрасываемой левым желудочком, является одним из важных показателей работы сердца.

Минутный объем правого и левого желудочков примерно одинаков. Если их объемы будут отличаться, то произойдет резкое нарушение гемодинамики - застой крови в одних тканях и органах организма и недостаток - в других.

Количество крови, выбрасываемой каждым желудочком сердца за систолу, называется систолическим объемом. Систолический объем можно определить путем учета крови, покидающей левый и правый желудочки за единицу времени, а затем полученную величину разделить на число сокращений сердца. Количество крови выбрасываемой желудочками сердца в минуту, называется минутным объемом. Систолический объем, умноженный на число сокращений сердца в 1 мин., составляет минутный объем.

Систолический и минутный объемы крови у животных

Вид животных	Систолический объем, мл	Минутный объем, л
Лошадь Крупный рогатый скот Мелкий рогатый скот Свинья Собака	400...850 600 55 70 14	20...30 (в покое);120...160 (при нагрузке) 30...40 4 10 1,5

При физической нагрузке увеличиваются и систолический, и минутный объемы кровотока. Например, у лошади минутный объем при беге возрастает в 60...80 раз. У тренированных лошадей такой объем кровотока устанавливается за счет увеличения систолического выброса и некоторого учащения сердечных сокращений. У нетренированных лошадей или ослабленных предшествующим заболеванием сердце не способно увеличить значительно систолический объем, и возрастание минутного объема достигается в основном за счет учащения его работы. Это крайне невыгодный режим адаптации сердца к нагрузке, так как увеличение частоты сокращений ведет к укорочению сердечного цикла, особенно диастолы. Это приводит к недостаточному наполнению полостей сердца кровью, уменьшению силы сокращений и затрудняет восстановительные биохимические процессы в сердечной мышце.

Задание: Используя рисунки и текст учебника, разберитесь, что происходит при сокращении желудочков сердца. Записать и запомнить количество систолического и минутного объемов сердца у разных видов животных (А.Н. Голиков, 1991; В.Г. Скопичев, 2003; Т.В. Качалкова, Сидорова К.А., 2007).

Контрольные вопросы:

1. Что такое систолический объем сердца?

2. Какова величина систолического объема у лошади, крупного рогатого скота, овец, собак и человека?

3. Каков минутный объем сердца у различных животных?

4. Как изменяется величина минутного объема у тренированного и нетренированного животного при физической нагрузки?

Работа № 2. Наблюдение кровообращения в капиллярах плавательной перепонки, языка, легких и брыжейки у лягушки.

К микроциркуляторному руслу относятся приносящие артериолы, капилляры и отводящие венозные и лимфатические сосуды. Это - наиглавнейшая часть сосудистой системы, так как именно здесь происходит переход веществ из крови в ткани и обратно.

Структурная организация микроциркуляции отличается в разных органах. Различают следующие типы микроциркуляторного русла.

1. Капиллярные сети - конечные разветвления артериол, соединенные между собой параллельно и последовательно.

2. Артериоло-венулярные анастомозы (шунты) – кратчайшие соединения между артериолой и венулой. По ним артериальная кровь непосредственно переходит в вену. Такой капилляр предохраняет капиллярную сеть от переполнения. Большое значение шунтирующие сосуды имеют на конечностях: они уменьшают приток более теплой артериальной крови к нижней части конечностей и ограничивают таким образом теплоотдачу.

3. Плазматические капилляры - в них движется только плазма крови и отсутствуют форменные элементы. Такое явление - отделение плазмы от эритроцитов - происходит в капиллярах, которые ответвляются от артериол под большим углом.

Диаметр капилляров колеблется от 4 до 20 мкм, в среднем составляя 7...8 мкм. Диаметр венозных концов капилляров немного больше, чем артериальных. Длина одного капилляра очень вариабельна - от 50 до 1000 мкм.

Стенка капилляра образована одним слоем эндотелиальных клеток; снаружи расположена базальная мембрана. Переход веществ сквозь стенку капилляров происходит через поры (каналы) в мембране, везикулы (пузырьки) внутри клеток, слившиеся участки наружной и внутренней мембран клеток (фенестры), а также через межклеточные контакты (щели).

Скорость течения крови в капиллярах самая низкая во всей сосудистой системе - 0,5-.. 1,0 мм/с. В них находится немного крови - всего около 6% общего объема крови; например, у лошади массой тела 500 кг это всего около 3 л крови. Но поскольку количество капилляров огромно, а их радиус очень мал, то поверхность соприкосновения крови со стенкой капилляров, где и происходит обмен веществ между кровью и тканями, достигает 1500 м² на 100 г ткани.

Цель работы: Провести наблюдение за движением крови в капиллярах и проявлением сосудистых рефлексов. Установить различия в скорости движения крови в различных участках сосудистой системы.

Линейная скорость течения крови в сосудах в сосудах зависит от суммарной величины их диаметра, поэтому наибольшей она будет в аорте– 400-500 мм\сек, меньшей в артерии – 150-200 мм\сек и минимальной в капиллярах – 0,5 мм\сек, что имеет больше значение для нормального обмена веществ. Наряду с линейной скоростью нужно учитывать еще и объемную скорость кровотока или величину кровотока. Она зависит от того, насколько развита сосудистая сеть в данном органе и от работы этого органа.

Задание: Установить различия в скорости движения крови в различных участках сосудистой системы. Изучить механизм движения крови в капиллярах (В.И. Георгиевский, 1991; А.Н. Голиков, 1991; В.Г. Скопичев, 2003).

Контрольные вопросы:

1. Значение кровообращения для жизнедеятельности организма.

2. Скорость и виды кровотока в сосудах.

3. Какие факторы влияют на скорость течения крови в сосудах?

4. Артериальный и венный пульс.

5. Как определяют скорость течения крови в сосудах?

6. Физиологическое значение медленного кровотока в капиллярах.

7. Понятие о микроциркуляции.

8. Какие факторы влияют на расширение и сужение сосудов?

9. Значение для организма безусловных и условных сосудистых рефлексов.

Работа № 3. Функции сосудистых рефлексогенных зон.

Точные соотношения между объемом крови и кровенаполнением отдельных органов и систем, между притоком и оттоком крови в сердце, а также перераспределение крови регулируются сложными нейрогуморальными механизмами, включающими центральные и местные регуляторные системы.

Центральная регуляция кровообращения обеспечивает динамическое постоянство системного артериального давления, местная регуляция - величину кровотока в отдельных органах в соответствии с их физиологическим состоянием. Это деление регуляции на центральное и местное условное, так как от общего артериального давления зависит, хотя и не всегда, кровоток в органах. С другой стороны, кровенаполнение какого-либо большого региона, например, малого круга кровообращения, отражается на общем артериальном давлении.

Цель работы: Выяснить роль рефлексогенных зон в регуляции кровяного давления. Постоянство кровяного давления поддерживается благодаря сосудодвигательным центрам, которые получают информацию от рецепторов, расположенных в различных областях кровеносных сосудов. Хорошо изучены функции 3 рефлексогенных зон:

1. аортальной;

2. синокаротидной;

3. зоны с устьев полых вен или Бейнбриджа.

Аортальная или зона Людвига-Циона расположена в начале дуги аорты и образована она окончаниями нерва депрессора. В зоне локализованы барорецепторы, воспринимающие давление крови, осморецепторы, возбуждающиеся при изменении химического состава крови. При повышении кровяного давления в аорте импульсы от рецепторов передаются по нерву-депрессору в продолговатый мозг (центр регуляции сердечно-сосудистой системы). Оттуда ответная реакция поступает по блуждающему нерву к сердцу, а по вазодиляторам к сосудам, которые расширяют свой просвет, соответственно понижается величина кровяного давления и работа сердца замедляется.

Синокаротидная зона расположена в месте разветвления общей сонной артерии на наружную и внутреннюю. Она образована окончаниями нерва Гринга, который входит в продолговатый мозг в составе языкоглоточного нерва. При понижении давления в сонной артерии возбуждаются барорецепторы этой зоны, импульсы передаются в продолговатый мозг, оттуда по блуждающему нерву к сердцу, а по сосудорасширяющим нервам к сосудам, т.е. наступает депрессорный эффект, т.е. кровяное давление понижается.

Зона Бейнбриджа расположена в месте впадения полых вен в правое предсердие. Рецепторы этой зоны возбуждаются при растяжении стенок полых вен, т.е. когда происходит застой крови в венозной системе. При раздражении этой зоны работа сердца учащается, кровь изгоняется по артериям и давление в полых венах падает.

Во всех вышеназванных зонах имеются хеморецепторы, они возбуждаются СО₂, молочной кислотой и другими кислыми продуктами, образующимися в результате обмена веществ. При возбуждении хеморецепторов наблюдается прессорный эффект (сосуды суживаются, кровяное давление повышается, работа учащается).

Наиболее сложным и важным вопросом является механизм саморегуляции сердечно-сосудистой системы.

Задание: Используя рисунки и текст учебника, разберитесь, как изменяется просвет сосудов, а также ритм и сила сердечных сокращений под влиянием импульсов, поступающих к ним по волокнам нервов депрессора и Геринга (или же по волокнам симпатического и парасимпатических нервов) (А.Н. Голиков, 1991; В.Г. Скопичев, 2004).

Контрольные вопросы:

1. Какие вам известны рефлексогенные зоны?

2. Каков механизм деятельности синокаротидной зоны?

3. Какова роль рефлексогенных зон?