Конспект (физиология) - С2 Темы 1-14
.pdfУЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД КОНТРОЛЕМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Модуль № 1. Физиология систем крови, дыхания, кровообращения и лимфообращения
Тема занятия: Физиология сердца. Методы исследования сердца.
Цель занятия: изучить физиологические свойства миокарда, характеристики нагнетательной функции сердца и методы их исследования.
1.Конспект лекции по нормальной физиологии – физиологии ЧЛО
2.Учебник «Физиология человека» (Под ред. Покровского В.М. и Коротько Г.Ф.).
М.: Медицина, 2001(Т.1); 2003; 2011.
3.Учебник «Физиология» (Под ред. Смирнова В.М.). М.:МИА, 2016
4.Учебник «Физиология челюстно-лицевой области» (Под ред. Будылиной С.М., Дегтярева В.П.) - М.: Медицина, 2001.
5.Чеснокова С.А. Шастун С.А. Атлас по нормальной физиологии. Учебное пособие (под ред. Н.А. Агаджаняна). М.: МИА, 2007.
6.Электронные образовательные ресурсы http://normfiziologia.ru/jelektronnye- obrazovatelnye-resursy/
Задания для самоподготовки и контроля знаний: Вопросы
1.Физиологические свойства миокарда (возбудимость, автоматизм, проводимость, сократимость).
2.Электрическая активность клеток миокарда (потенциалы действия разных отделов миокарда).
3.Функции проводящей системы сердца. Градиент автоматизма в проводящей системе сердца.
4.Динамика возбудимости миокарда. Экстрасистолия, причины ее происхождения и виды.
5.Электрокардиограмма как метод оценки динамики распространения возбуждения в миокарде.
6.Характеристика стандартных, усиленных и грудных отведений ЭКГ.
7.Природа амплитудно-временных параметров ЭКГ, их нормативы.
8.Нагнетательная функция сердца. Факторы наполнения камер сердца кровью и изгнания крови из камер сердца. Роль клапанного аппарата сердца.
9.Сердечный цикл. Периоды и фазы сердечного цикла, их продолжительность.
10.Кровяное давление в предсердиях и желудочках в разные фазы сердечного цикла.
11.Сердечный выброс (систолический и минутный объемы крови; сердечный индекс).
12.Механические (верхушечный толчок) и звуковые (тоны сердца) проявления деятельности сердца, их происхождение.
1
Ситуационные задачи
1.С целью оценки нагнетательной функции сердца у спортсмена и физически нетренированного человека определили минутный объем кровотока (МОК). Установлено, что после усиленной физической нагрузки у обоих обследуемых МОК увеличился до 25 л/мин. При этом у спортсмена частота сокращений сердца составила 140 уд/мин, а у нетренированного – 180 уд/мин. Какие параметры нагнетательной функции сердца определяют величину МОК? Объясните, у кого из обследованных увеличение МОК произошло более экономично? Обоснуйте свой ответ.
2.Известно, что запаса АТФ в миокарде хватает на 3 сердечных цикла. В условиях недостаточности коронарного кровотока произошло снижение содержания АТФ в кардиомиоцитах. Какие изменения при этом и почему будут в характере сокращения и расслабления миокарда?
3.При анализе ЭКГ у пациента было выявлено увеличение времени задержки проведения возбуждения в атриовентрикулярном узле. Какое физиологическое значение имеет атриовентрикулярная задержка проведения возбуждения? Какой параметр ЭКГ отражает продолжительность атриовентрикулярной задержки? Чему он равен в норме?
Учебно-исследовательские работа
Аускультация сердца Цель: ознакомиться с методом аускультации сердца, основанным на выслушивании звуковых явлений, происходящих при деятельности сердца.
Оборудование: фонендоскоп. Объект исследования: человек.
Ход работы: в помещении должна соблюдаться тишина. Выслушивание тонов сердца проводится в вертикальном положении исследуемого. Исследователь располагается с правой стороны исследуемого.
Фонендоскоп должен плотно (но без надавливания) прилегать к поверхности грудной клетки исследуемого. При аускультации выслушиваются два тона сердца – первый (систолический) и второй (диастолический).
Основные точки выслушивания тонов сердца:
1 точка – для выслушивания митрального клапана: V межреберье на 1-1,5 см кнутри от среднеключичной линии (область верхушечного толчка);
2 точка– для выслушивания полулунного клапана аорты: II межреберье у правого края грудины;
3 точка– для выслушивания полулунного клапана легочной артерии: II межреберье у левого края грудины;
4 точка– для выслушивания трикуспидального клапана: прикрепление основания мечевидного отростка к грудине, ближе к её правому краю;
5 точка (Боткина-Эрба)– для выслушивания аортального клапана:2/3 площади фонендоскопа должны быть расположены в III межреберье слева у грудины, а 1/3 – на грудине.
6 точка – для выслушивания митрального клапана (дополнительная точка, т.к. в этой точке иногда звуки с митрального клапана слышны лучше, чем в основной точке): IV межреберье слева у грудины.
Таким образом, точки1, 2, 3, 4 являются основными, а точки 5 и 6 –дополнительными.
2
В клинических условиях, при необходимости, тоны сердца выслушивают также в положениях лежа и после физической нагрузки.
Рекомендации к оформлению работы: зарисовать точки выслушивания тонов сердца и описать акустические характеристики тонов.
Электрокардиография Цель: изучить метод регистрации и основы анализа ЭКГ у человека.
Оборудование: электрокардиограф, ЭКГ-гель или 0,9% раствор NaCl, марлевые салфетки.
Объект исследования: человек.
Ход работы: При ЭКГ-исследовании используется 10-и электродный кабель отведений:
4 электрода типа "прищепка" L. R. F. N. - на руки и ноги исследуемого;
6 электродов типа "присоска" С1-С6 - на переднюю стенку грудной клетки исследуемого.
Каждому электроду соответствует своя маркировка и цвет штекера кабеля отведений: R - красный - на правую руку, L - желтый - на левую руку, F - зеленый - на левую ногу,
N - черный - на правую ногу (для заземления пациента); С1 - белый с красным - в 4 межреберье у края грудины справа,С2 - белый с желтым - в 4 межреберье у края грудины слева, С3 - белый с зеленым - на 5 ребро посередине между С2 и С4, С4 - белый с коричневым - в 5 межреберье по левой среднеключичной линии, С5 - белый с черным - на уровне С4 по передней подмышечной линии, С6 - белый с фиолетовым - на уровне С4 по средней подмышечной линии.
Исследуемого укладывают на кушетку и просят свободно вытянуть руки вдоль тела. Включают сетевой кабель. Перед наложением электродов кожу в местах контакта смазывают токопроводящим гелем. Каждый штекер кабеля электродного присоединяют к соответствующему электроду. После наложения электродов, через 5- 30 секунд на экране появляется значение пульса пациента, и столбик-индикатор покажет амплитуду сигнала ЭКГ. Выбирают скорость регистрации ЭКГ:25 мм/сек или 50 мм/сек. После появления в правой части экрана сообщения "ГОТОВ" нажимают кнопку "СТАРТ/СТОП". При этом начнется автоматическая регистрация ЭКГ во всех 12-и отведениях.
Природа формирования ЭКГ-сигналов. Отражением электрических явлений,
возникающих при распространении возбуждении миокарда, является характерная кривая – электрокардиограмма, которая у практически здорового человека во II стандартном отведении состоит из направленных вверх зубцов P, R, T и вниз Q, S. Зубец P – отражает процесс возбуждения предсердий и является алгебраической суммой потенциалов, возникающих в предсердиях при возбуждении. Продолжительность зубца P составляет 0,06-0,11 с, амплитуда 0,25 мВ.
Интервал P-Q – соответствует времени от начала возбуждения предсердий до начала возбуждения желудочков и отражает время, необходимое для проведения импульса из синоатриального узла по проводящей системе к сократительному миокарду желудочков. Измеряется от начала зубца P до начала Q. Продолжительность интервала составляет 0,12-0,20 с.
Зубец Q – отражает возбуждение межжелудочковой перегородки, правой сосочковой мышцы, основания правого желудочка, верхушки сердца. Его продолжительность составляет 0,03 с, амплитуда – 0,25 мВ.
Зубец R – отражает распространение возбуждения по боковым стенкам поверхностей обоих желудочков. Амплитуда зубца R во II отведении составляет 0,6-2 мВ.
Зубец S – соответствует периоду возбуждения обоих желудочков. Амплитуда зубца S составляет в среднем 0,6 мВ.
3
Комплекс QRS – отражает распространение возбуждения по желудочкам; ширину его определяет время последовательного распространения возбуждения по миокарду желудочков. Продолжительность комплекса составляет 0,06-0,1 с. Измеряется от начала зубца Q до конца зубца S. Амплитуда комплекса определяется по сумме амплитуды R и вниз направленных зубцов Q и S и должна превышать 0,5 мВ. Сегмент ST – отражает период охвата возбуждением всего миокарда желудочков и период медленной реполяризации. Его длительность составляет от 0 до 0,15 с (в среднем 0,12 с). В норме этот сегмент изоэлектрический, в стандартных отведениях физиологическим считается смещение вверх до 1 мм.
Зубец Т – отражает процесс быстрой реполяризации обоих желудочков. Интервал QRST – отражает электрическую систолу желудочков и составляет от 0,24 до 0,55 с. Интервал ТР – отражает электрическую диастолу сердца.
Интервалы РР и RR отражают длительность сердечного цикла.
При анализе электрокардиограммы во II стандартном отведении необходимо:
1. Определить ритмичность сокращений сердца: для этого измеряют и сравнивают продолжительность не менее 5-тиинтервалов R-R между последовательно зарегистрированнымисердечными циклами. Ритм считается правильным, если следующие друг за другом интервалы R-R не отличаются наиболее ±10%.
2. Определить ЧСС: для этого рассчитывают среднюю продолжительность интервала R-R, измеряемую в секундах с учетом скорости протяжки ленты. 1 мм при скорости протяжки ленты 25 мм/с соответствует 0,04 с, а при скорости протяжки ленты 50 мм/с
– 0,02 с. ЧСС определяют по формуле: ЧСС = 60 сек / R-R.
Рекомендации к оформлению работы: Сделать заключение по фрагменту ЭКГ:
1. ритм сердца: (правильный, неправильный)__________(синусовый, несинусовый )_______
2. ЧСС = _____ уд в минуту, (нормо-, брадиили тахикардия) _______________
Физиология сердца
1.Физиологические свойства миокарда (возбудимость, автоматизм, проводимость, сократимость).
Сердечная мышца (миокард), как и скелетные мышцы, обладает свойствами возбудимости, проводимости, сократимости. К физиологическим особенностям ее относятся удлиненный рефрактерный период и автоматизм.
4
2.Электрическая активность клеток миокарда (потенциалы действия разных отделов миокарда).
5
Механизм возбуждения (ПД) атипичного(водителя ритма) кардиомиоцита
В основе лежит электрическая нестабильность мембраны, это приводит к формированию медленной диастолической деполяризации. Именно данная особая фаза -медленная диастолическая деполяризация лежит в основе развития автоматизма атипичных кардиомиоцитов или водителей ритма.
Диастолическая деполяризация обусловлена:
1)Открытие М-ворот натриевых каналов с формированием входящего натриевого тока или фани ток/странный ток, так как этот ток был обнаружен неожиданно во время реполяризации.Медленный натриевый ток приводит к постепенному уменьшению мембранного потенциала, что является стимулом для открытия кальциевых каналов, сначала открываются кальциевые каналы Т-типа, которые являются низкопороговыми, то есть открываются еще до достижения мембранного потенциала
6
критического уровня, а в последующем открываются М-каналы, которые являются высоко-пороговыми, но остаются открытыми дольше. Таким образом вход ионов натрия внутрь является стимулом для входа ионов кальция по Т-каналам и по L- каналам. На фоне входа положительных ионов натрия и кальция уменьшается выход положительно заряженных ионов калия, тем самым клетка стремится к положительному заряду, при достижении критического уровня деполяризации, медленная диастолическая деполяризация превращается в быструю деполяризацию, такая быстрая деполяризация обусловлена продолжительным открытием кальциевых каналов наряду с усилением быстрого входа ионов натрия внутрь клетки, после перезарядки мембраны происходит инактивация натриевых и кальциевых каналов, закрытие кальциевых каналов и инактивация натриевых каналов прекращает дальнейшую деполяризацию и является началом восстановлением исходного потенциала, то есть является началом реполяризации.
2) В основе реполяризации прежде всего лежит калиевый ток, усиливается выход калия из клетки, за счет диффузии, кроме того возникает необходимость в выведении натрия из клетки, а значит усиливается работа Na/Ка насоса, таким образом в основе реполяризации лежит инактивация натриевых и кальциевых каналов , усиление пассивного выхода ионов калия и активация работы Na/Ka насоса, восстановление исходного потенциала до -60 является не длительным, поскольку электрическая нестабильность мембраны формирует вновь медленный натриевый фани ток с развитием последующего импульса. Таких импульсов за минуту у взрослого здорового человека в состоянии покоя генерируется от 60 -80, то есть соответствует ЧСС, тем самым водители ритма синусового узла являются ритм образующим фактором для рабочих кардиомиоцитов.
Механизм возбуждения типичного(рабочего) кардиомиоцита
ПД рабочего типичного кардиомиоцита характеризуется следующими фазами: Как только импульс от СА узла через проводящую систему доходит до рабочих кардиомиоцитов формируется первая фаза -фаза быстрой деполяризации 1)фаза быстрой деполяризации
Эта фаза обусловлена открытием натриевых каналов их М-ворот и быстрым входом ионов натрия внутрь клетки, в последующем на пике ПД после перезарядки происходит инактивация натриевых каналов и начинается процесс реполяризации, который имеет особенность для типичных кардиомиоцитов.
2)начальная быстрая реполяризация Эта фаза характеризуется высокой скоростью. Эта фаза обусловлена усилением
пассивного выхода ионов калия из клетки на фоне инактивации натриевых каналов, а также работой Na/Ka насоса, но в последующем развивается вторая фаза медленная реполяризация или фаза плато 3)фаза плато
Это особая фаза для типичных кардиомиоцитов, обусловлена тем, что на фоне выхода ионов калия из клетки открываются кальциевые каналы и кальций входя в клетку уменьшается скорость возвращения исходной полярности, то есть скорость реполяризации, однако это длится недолго и кальциевые каналы закрываются, в то время как калиевые каналы активируясь выводят калий из клетки путем диффузии, таким образом фаза плато прекращается после того ,как закрываются кальциевые
7
каналы, в частности L-типа, но калиевые каналы остаются открытыми и пропускают калий из клетки. В конце быстрой конечной реполяризации возможна утечка ионов натрия внутрь клетки, но этот натриевый ток имеет медленный характер.
Фаза плато нужна для увеличения длительности абсолютной рефрактерности, увеличение длительности абсолютной рефрактерности препятствует суммации одиночных сокращений и тем самым развитию тетануса, поскольку возникший импульс, дошедший импульс до кардиомиоцита не будет приводить к развитию суммации в связи с тем, что попадает в период рефрактерности. В целом динамика возбудимости миокарда во время быстрой деполяризации а также во время начальной быстрой реполяризации и во время фазы плато наблюдается абсолютная рефрактерность, во время конечной быстрой реполяризации абсолютная рефрактерность переходит в относительную, в конце реполяризаци возникает период субнормальной возбудимости, в этом случае миокард становится уязвим для внеочередных импульсов и может возникнуть риск развития аритмии.
3.Функции проводящей системы сердца. Градиент автоматизма в проводящей системе сердца.
Проводящая система сердца состоит из синусно-предсердного (СА) узла (в стенке правого предсердия), предсердно-желудочкового узла (в межпредсердной перегородке). От атриовентрикулярного узла начинается пучок Гиса. Пройдя в толщу межжелудочковой перегородки, он делится на правую и левую ножки, заканчивающиеся конечными разветвлениями — волокнами Пуркинье.
Проводящая система выполняет 2 функции: является внутрисердечным генератором ритма, что обеспечивает свойство автоматизма, и проводит возбуждение в сердце, определяя последовательность сокращений предсердий и желудочков, а также синхронность сокращения участков миокарда желудочков.
В клетках проводящей системы сердца имеется большое количество межклеточных контактов – нексусов, которые служат местом перехода возбуждения с одной клетки на другую.
Градиент автоматии — это убывание частоты генерации возбуждения в проводящей системе сердца в направлении от предсердий к верхушке. Наличие градиента автоматии доказал Г. Станниус (1880) в опыте с накладыванием лигатур между различными отделами сердца лягушки и последующим подсчетом сокращений различных отделов сердца. Водителем ритма сердца является синоатриальный узел. Находясь под влиянием экстракардиальных нервов, он определяет ЧСС 60—80 в 1 мин.
В случае повреждения синоатриального узла функцию водителя ритма выполняет атриовентрикулярный узел (40-50 в 1 мин), далее — пучок Гиса (30-40 в 1 мин) и волокна Пуркинье (20 в 1 мин). Активность всех нижележащих отделов проводящей системы сердца проявляется только в патологических случаях; в норме же они функционируют в ритме, навязанном им синоатриальным узлом, поскольку частота возникающих в нем импульсов выше.
8
4.Динамика возбудимости миокарда. Экстрасистолия, причины ее происхождения и виды.
В связи с тем, что сердечная мышца является функциональным синцитием, сердце отвечает на раздражение по закону "все или ничего". При исследовании возбудимости сердца в различные фазы сердечного цикла было установлено, что если нанести раздражение любой силы в период систолы, то его сокращения не возникает. Следовательно, во время систолы сердце находится в фазе абсолютной рефрактерности. В период диастолы на пороговые раздражения сердце не реагирует. При нанесении сверхпорогового раздражения возникает его сокращение, т.е. во время
9
диастолы оно находится в фазе относительной рефрактерности. В начале общей паузы сердце находится в фазе экзальтации. При сопоставлении фаз потенциала действия и возбудимости установлено, что фаза абсолютной рефрактерности совпадает с фазами деполяризации, быстрой начальной и замедленной реполяризации. Фазе относительной рефрактерности соответствует фаза быстрой конечной реполяризации. Продолжительность фазы абсолютной рефрактерности 0,25-0,3 сек, а относительной 0,03 сек. Благодаря большой длительности рефрактерных фаз, сердце может сокращаться только в режиме одиночных сокращений.
В норме частота сердцебиений в покое зависит от возраста, пола, тренированности. У детей их частота больше, чем у взрослых. У женщин выше, чем у мужчин, а у физически слабых людей больше, чем у тренированных. При определенных состояниях наблюдаются изменения ритма работы сердца – аритмии. Это нарушения правильности чередования сердечных сокращений. К физиологическим аритмиям относится дыхательная аритмия – это зависимость частоты сердцебиений от фаз дыхания. На вдохе они урежаются, а на выдохе учащаются. Обычно дыхательная аритмия наблюдается в юношеском возрасте и у спортсменов. Она связана с колебаниями активности центров вагуса при дыхании.
Экстрасистолия, причины ее происхождения и виды.
Если на сердце, находящееся в фазе относительной рефрактерности, нанести сверхпороговое раздражение, то возникнет внеочередное сокращение – экстрасистола. Амплитуда экстрасистолы будет зависеть от того, в какой момент этой фазы нанесено раздражение. Чем оно ближе к концу относительной рефрактерности, тем больше ее величина. После экстрасистолы следует более длительный, чем обычно период покоя сердца. Он называется компенсаторной паузой. Она воз-никает вследствие того, что очередной потенциал действия, генерирующийся в синоатриальном узле,
10