Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анатомия и физиология сердечно-сосудистой системы. Учебное пособие
.pdf
потребностей организма в кровоснабжении органов и тканей.
СОКРАЩЕНИЯ СЕРДЦА
Сердце сокращается в среднем 60–90 раз в минуту.
Явление, когда сердце сокращается чаще, чем 90 ударов в минуту, называется тахикардией (от
*
греческого «тахос» – быстрый и «кардиа» – сердце).
Явление, когда сердце сокращается меньше, чем 60 ударов в минуту называется брадикардией
(от греческого «брадис» медленный - и «кардиа» - сердце).
Частоту сердечных сокращений обычно измеряют по пульсу.
Каждый выброс крови в сосуды приводит к изменению их кровенаполнения, растяжению
*
сосудистой стенки, что ощущается в виде толчка.
Факторы, влияющие на ЧСС:
1. Мышечная работа.
При многих видах мышечной работы частота сердечных сокращений линейно
возрастает с повышением мощности работы или уровнем потребления кислорода.
Лишь перед достижением максимальной величины прирост ЧСС может несколько замедлится.
*
Это особенно характерно для нетренированных людей.
2. Возраст человека.
С возрастом ЧСС в покое снижается: начиная с рождения и до 20–25 лет.
У детей до 1 года ЧСС составляет 100–140 ударов в минуту. Затем она
уменьшается примерно на 8 ударов в год и составляет в 7 лет – 90 ударов в минуту, а в
15 лет приближается к величине взрослого. В старческом возрасте ЧСС вновь
увеличивается до 90–95 ударов в минуту.
Максимальная ЧСС, которая может быть достигнута при физических нагрузках с возрастом
*
снижается и рассчитывается по формуле ЧСС макс. =220-возраст.
3. Эмоциональный стресс (волнение, испуг, страх).
Эмоциональный стресс существенно повышает ЧСС в условиях мышечного покоя, а также
*
несколько увеличивает ЧСС при выполнении легкой и умеренной мышечной работы (при
сравнении с ЧСС при такой же работе, но выполняемой в отсутствии дополнительного
эмоционального стресса)
4. Повышенная температура тела и окружающей среды.
5. Курение.
6. Усиленное питание мясом и пр.
9
СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ
предсердий давление внутри предсердных полостей слегка возрастает
Повышенное давление в предсердных полостях должно было бы
Сокращение отделов сердца называют систолой, расслабление – диастолой.
Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называют
сердечным циклом.
При частоте сердечных сокращений 75 раз в минуту продолжительность
сердечного цикла составляет 0,8 сек.
Сердечный цикл состоит из трех фаз:
I фаза – систола предсердий (0,1 с).
В результате систолы
(примерно на 5–6 мм рт. ст.), и оно становится больше, чем в расслабленных желудочках
Возникающий в результате усиленный ток крови из предсердий в желудочки полностью
раскрывает предсердно-желудочковые клапаны, и кровь беспрепятственно проходит в
желудочки через предсердно-желудочковые отверстия. Однако до 80% конечного объема
крови в желудочках накапливается еще до начала систолы предсердий в первый период
диастолы желудочков.
создавать обратный ток крови из предсердий в вены, однако этому препятствует сжатие
устьев вен сокращающимися стенками предсердий.
Сразу же за систолой предсердий наступает их диастола. Она длится в
несколько раз больше, чем систола и переходит в общую диастолу сердца.
На протяжении диастолы предсердия заполняются кровью, которая поступает в
правое предсердие из полых вен и в левое предсердие из легочных вен.
II фаза – систола желудочков (0,3 с).
В процессе систолы желудочков можно выделить 2 основных последовательных периода:
1. период напряжения желудочков
2. период изгнания крови из желудочков.
Период напряжения желудочков включает две фазы:
1. Фаза асинхронного сокращения
2. Фазу изометрического сокращения.
В фазу асинхронного сокращения волна возбуждения постепенно
распространяется по миокарду и потому не сразу вовлекает в сокращение всю
мышечную стенку желудочков. Миокардиальные волокна желудочков сокращаются
в этот период неодновременно (асинхронно). Сократившиеся волокна растягивают
волокна, которые еще не сократились, что приводит к изменению формы
желудочков. Отсюда другое название этой фазы – фаза изменения формы
желудочков. В период этой фазы внутрижелудочковое давление не изменяется и
остается близким к нулю, как и в предшествующий период диастолы желудочков.
Вторая изометрическая фаза периода напряжения желудочков начинается с
того момента, когда все их мышечные волокна охвачены сокращением и давление
крови в полостях желудочков начинает расти. До начала этой фазы предсердно-
10
желудочковые клапаны могут быть еще открыты. В этом случае они немедленно
смыкаются, так как давление крови в полостях желудочков становится выше, чем в
расслабленных предсердиях, и движение крови из желудочков по направлению к
предсердиям закрывает предсердно-желудочковые клапаны. Полулунные клапаны,
отделяющие полость левого желудочка от аорты и правого желудочка от легочной
артерии, продолжают быть закрытыми, потому что давление крови в этих сосудах
пока еще выше, чем в желудочках.
Таким образом, полости желудочков закрыты с обеих сторон. Кровь,
находящаяся в герметически закрытых полостях желудочков, как и любая жидкость,
несжимаема. Поэтому сокращение желудочков в этих условиях не изменяет объема
желудочковых полостей, но повышает давление крови в них.
Следовательно, сокращение мышечных волокон желудочков происходит без
изменения их длины, т.е. в изометрических условиях. Отсюда название фазы – фаза
изометрического сокращения. Неизменность объема полостей желудочков в данную
фазу обусловливает другое ее название – фаза изоволюметрического сокращения (от
англ. volume – объем).
Фаза изометрического сокращения длится до тех пор, пока давление в
желудочках не превышает давления в аорте и легочной артерии. Когда
внутрижелудочковое давление становится выше, чем артериальное, полулунные
клапаны открываются, и наступает период изгнания крови из желудочков в аорту и
легочную артерию. Движению крови в предсердные полости препятствуют закрытые
предсердно-желудочковые клапаны.
В периоде изгнания выделяют две фазы:
1. фазу быстрого (максимального) изгнания крови из желудочков
2. фазу замедленного изгнания крови из желудочков.
В фазу быстрого изгнания давление крови в желудочках продолжает
нарастать. В эту фазу желудочки достигают максимального сокращения. Кровь
быстро изгоняется из желудочков в артерии и давление в них становится
практически одинаково. При работе сердца в условиях покоя давление крови в
желудочках и артериях достигает максимальных значений примерно через 0,18 с
после начала систолы желудочков, составляя в среднем около 120 мм рт. ст. в левом
желудочке (и аорте) и 25 мм рт. ст. в правом желудочке (и легочной артерии).
Скорость тока крови в аорте достигает пикового значения примерно через 0,1 с
после начала систолы желудочков и к моменту достижения максимального давления
может снизиться до половины от максимальной скорости. На протяжении фазы
быстрого изгнания объем желудочков резко уменьшается.
Фаза замедленного изгнания крови из желудочков связана с тем, что по мере
уменьшения объема желудочков сокращается длина их мышечных волокон.
Укороченные мышечные волокна, сокращаясь теперь изотонически, не могут
развивать больших усилий. В результате скорость изгнания крови из желудочков
падает вплоть до полного его прекращения. С прекращением изгнания крови из
желудочков начинается их диастола. Объем крови, выбрасываемый во время
систолы каждым из желудочков в главные артерии, называется систолическим или
11
ударным объемом
При физических нагрузках у тренированных людей систолический объем может превышать
*
100 мл.
Величина систолического объема различна при горизонтальном (лежа) и
вертикальном (сидя, стоя) положении тела.
В условиях покоя систолический объем при вертикальном положении тела
меньше (примерно на 40%), чем при горизонтальном.
Данный факт объясняется тем, что при переходе тела из горизонтального в вертикальное
*
положение до 300–800 мл крови скапливается в нижних конечностях, т.е. объем
циркулирующей крови уменьшается.
В условиях мышечной работы систолический объем при вертикальном
положении тела несколько больше, чем при горизонтальном. В условиях мышечной
работы систолический объем при горизонтальном положении тела либо
незначительно увеличивается (максимально на 10–20%), либо вообще не изменяется.
Это объясняется тем, что в этих условиях систолический объем уже в покое близок к
максимально возможному.
1
. В среднем он составляет 65–70 мл.
Количество крови, которое выбрасывает сердце в течение одной минуты,
называют минутным объемом. Этот объем одинаков у левого и правого желудочка и
составляет 4,5–5 л крови.
При физических нагрузках минутный объем увеличивается до 8–10 л и даже больше за счет
*
возрастания силы сокращений, более полного опорожнения сердца.
III фаза – диастола желудочков.
В начале расслабления желудочков прекращается изгнание крови из левого и
правого желудочков, так как давление в их полостях становится ниже, чем
соответственно в аорте и легочной артерии. Это вызывает обратный ток крови из
аорты в легочные артерии по направлению к желудочкам и приводит к закрытию полулунных клапанов. Период между моментом прекращения изгнания крови из
желудочков и закрытием полулунных клапанов называется протодиастолой.
В процессе диастолы желудочков вслед за протодиастолой следуют два
периода:
1. период расслабления
2. период наполнения.
В период расслабления полости желудочков закрыты с обеих сторон, так как
полулунные клапаны закрываются к концу протодиастолической фазы, а
предсердно-желудочковые клапаны продолжают быть закрытыми, поскольку
давление в желудочках превышает давление в предсердиях. Объем крови,
оставшийся в полости желудочков после окончания систолы, называется конечно-
1
Систолический выброс
12
систолическим объемом. Он не изменяется на протяжении периода расслабления.
Таким образом, расслабление миокардиальных волокон происходит без изменения
объема желудочков и соответственно длины этих волокон. Поэтому период
расслабления желудочков называют периодом изоволюметрического, или
изометрического, расслабления. На протяжении этого периода давление крови
внутри желудочков постепенно снижается. Когда давление становится ниже
давления в предсердиях, период расслабления заканчивается. Предсердно-желудочковые клапаны открываются, и начинается период наполнения желудочков
кровью из предсердий.
В периоде наполнения желудочков выделяют две фазы: быстрого и
медленного наполнения. Наибольшее поступление крови в желудочки происходит в
фазу быстрого наполнения.
Объем крови, заполняющий желудочек к концу диастолы, называется конечно-
диастолическим объемом. При данной ЧСС он определяется давлением крови в
предсердиях - давлением наполнения. В свою очередь, давление наполнения зависит
от количества крови, которое на протяжении сердечного цикла поступает в
предсердия из вен, т.е. от величины венозного возврата (притока). Венозный возврат
крови к сердцу, влияя на конечно-диастолический объем желудочков, в итоге
определяет и систолический объем: чем больше венозный возврат крови, тем выше
систолический объем.
Диастола желудочков совпадает с диастолой предсердий. Наблюдается общая
диастола сердца (0,4 с).
Предсердия находятся в расслабленном состоянии 0,7 сек. Желудочки
находятся в расслабленном состоянии 0,4 сек. За это время они успевают
восстановить свою работоспособность.
У нетренированных людей при большой частоте сердечных сокращений (до 200 ударов в
*
минуту) общая диастола очень короткая. Поэтому сердце нетренированных людей работает
менее экономично и быстро изнашивается.
Вывод: причина неутомляемости сердца заключается в ритмическом
чередовании сокращений и расслаблений миокарда.
Физические нагрузки (спорт, физическая работа, активный образ жизни) тренируют,
*
укрепляют не только скелетную мускулатуру, но и миокард, делая его более выносливым,
легко приспосабливающимся к любым нагрузкам.
СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ
Длительность большинства фаз сердечного цикла зависит от ЧСС. При
мышечной работе ЧСС увеличивается (рабочая тахикардия). При этом длительность
сердечного цикла сокращается, прежде всего, за счет уменьшения общей диастолы.
Так при максимальной мышечной работе с ЧСС 200 ударов в минуту
длительность сердечного цикла составляет 0,3 с. Общая диастола укорачивается до
0,1 (против 0,4 в условиях покоя). При этом диастола желудочков, т.е. время
наполнения желудочков кровью, составляет всего 0,05 с. При этом из-за большого
венозного отверстия сердца и повышенного давления даже наполнение камер сердца
13
кровью практически не страдает.
Сердце обеспечивает выброс большого количества крови в сосудистое русло за
счет увеличения мощности сокращения миокарда.
При продолжительной работе в связи с утомлением миокарда его сократимость может
*
снижаться, в результате чего систолический объем крови уменьшается.
1.1.5. АВТОМАТИЯ СЕРДЦА
Ритмические сокращения сердца происходит под влиянием импульсов,
которые периодически возникают в самой сердечной мышце (автоматия сердца).
Благодаря явлению автоматии сердечная мышца способна к сокращениям, даже будучи
*
изолированной от организма.
Причина автоматизма сердечной мышцы заключается в способности к периодической
*
самогенерации мембранного потенциала действия в сердечных мышечных волокнах
(клетках). После каждого потенциала действия, сопровождающегося сокращением
миокардиальных волокон, их мембрана вновь постепенно становится все более и более
проницаемой для ионов натрия, входящих внутрь волокна, и для ионов калия, выходящих из
волокна, что вызывает медленное уменьшение мембранного потенциала. Наконец, эта
проницаемость становится столь сильной, что ток ионов натрия внутрь волокна
лавинообразно нарастает, вызывая развитие нового потенциала действия и новое
сокращение. Этот самопроизвольный, спонтанный, процесс повторяется вновь и вновь,
обеспечивая ритмическое сокращение сердца на протяжении всей жизни.
Способностью к автоматии обладают только определенные участки миокарда.
Они состоят из специфических (атипичных) мышечных волокон, которые образуют
проводящую систему сердца.
Атипичные мышечные волокна сердца имеют меньший, чем типичные мышечные волокна
*
сердца, диаметр, содержат относительно мало миофибрилл, но много саркоплазма и
гликогена.
Атипичные мышечные волокна проводят импульсы со скоростью примерно в 6 раз больше,
чем обычные мышечные волокна сердца.
Проводящая система сердца – комплекс анатомических образований сердца
(узлов, пучков и волокон), состоящих из атипичных мышечных волокон (сердечные
проводящие мышечные волокна) и обеспечивающих координированную работу
разных отделов сердца (предсердий и желудочков), направленную на обеспечение
нормальной сердечной деятельности.
14
Рис. 6. Проводящая система сердца
Она состоит из двух взаимосвязанных частей: синоатриальной (синусно-
предсердной) и атриовентрикулярной (предсердно-желудочковой).
К синоатриальной относят синоатриальный узел (синусно-предсердный, узел
Киса-Фляка), три пучка межузлового быстрого проведения, связывающие
синоатриальный узел с атриовентрикулярным и межпредсердный пучок быстрого
проведения, связывающий синоатриальный узел с левым предсердием (рис.6.).
Атриовентрикулярная часть состоит из атриовентрикулярного узла
(предсердно-желудочковый, узел Ашоффа-Тавара), пучка Гиса (включает в себя
общий ствол и три ветви: левая передняя, левая задняя и правая ножки пучка Гиса) и
проводящих волокон Пуркинье.
Главная функция проводящей системы сердца – быстро проводить
возбуждение через предсердие, а затем после задержки (в предсердно-желудочковом
узле) – также быстро через желудочки.
Функцией автоматизма обладают клетки синоатриального узла (СА-узла) и
проводящей системы сердца: атриовентрикулярного соединения (АВ-соединения),
проводящей системы предсердий и желудочков. Они получили название клеток
водителей ритма – пейсмекеров (от англ. pacemaker – водитель). Сократительный
миокард лишен функции автоматизма.
На функцию СА-узла и других водителей ритма большое влияние оказывает
симпатическая и парасимпатическая нервная система: активация симпатической
системы ведет к увеличению автоматизма клеток СА-узла и проводящей системы, а
парасимпатической системы – к уменьшению их автоматизма.
Синусно-предсердный узел расположен под эпикардом правого предсердия
между местом впадения верхней полой вены и ушком правого предсердия. Синуснопредсердный узел называют так же водителем ритма сердца первого порядка, т.к.
здесь зарождаются автоматические импульсы возбуждения, определяющие
15
сокращение сердца. В норме он является единственным водителем ритма и
подавляет автоматическую активность остальных водителей ритма сердца (клеток
АВ-соединения, пучка Гиса и волокон Пуркинье).
Синусно-предсердный узел имеет более высокую частоту ритма возбуждения, чем другие
*
части сердца.
Импульсы, возникшие в этом узле, распространяются на предсердножелудочковый узел.
Предсердно-желудочковый узел лежит в нижней части правого предсердия,
близко к границе с желудочком. От АВ-узла волна возбуждения передается на
хорошо развитую внутрижелудочковую проводящую систему, состоящую из
предсердно-желудочкового пучка (пучка Гиса), основных ветвей (ножек) пучка Гиса
правую и левую. Правая ветвь пронизывает стенку правого желудочка, левая стенку левого желудочка. В стенках желудочков эти ветви разделяются на
многочисленные веточки волокон Пуркинье. Благодаря этому осуществляется
прямой контакт проводящей системы с волокнами сердечной мышцы.
Вывод: предсердия связаны между собой синусно-предсердным узлом.
Предсердия и желудочки связаны между собой предсердно-желудочковым узлом.
Такое строение проводящей системы сердца обеспечивает синхронное сокращение
всех частей сердечной мышцы, т.е. успешное выполнение им насосной функции.
1.1.6. ТОНЫ СЕРДЦА
Тоны сердца – высокочастотные (до 1 000 Гц) звуковые колебания,
возникающие при работе сердца и регистрируемые на поверхности грудной клетки.
Тоны сердца можно выслушать приложив ухо к передней грудной стенке, с
помощью фонендоскопа (аускультация) или записать на приборе
(фонокардиография).
У здоровых людей при аускультации сердца хорошо выслушиваются два тона:
I тон, возникающий во время систолы – систолический, и II тон, возникающий во
время диастолы – диастолический.
Систолический тон (первый) более низкий, продолжительный. Он появляется
в начале систолы желудочков и связан с сокращениями мускулатуры стенок
желудочков, вибрацией натянутых сухожильных нитей и колебаниями створок
предсердно-желудочковых клапанов в момент их закрытия.
Диастолический тон (второй), короткий и высокий, появляется в начале
диастолы, когда закрываются (захлопываются) заслонки полулунных клапанов аорты и
легочного ствола.
Известны места на грудной стенке, где тоны сердца слышны отчетливо.
*
Систолический тон закрытия левого предсердно-желудочкового клапана (митрального)
прослушивается в области верхушки сердца в пятом межреберье, чуть левее грудины.
Систолический (первый) тон закрытия правого предсердно-желудочкового клапана и
сокращения миокарда правого желудочка слышен в месте соединения тела грудины с ее мече-
16
видным отростком.
Диастолический тон закрытия аортального клапана выслушивается во втором межреберье
справа от грудины, а закрытие клапана легочного ствола – во втором межреберье, только слева
от грудины.
Иногда, особенно у детей и у молодых худощавых людей, кроме I и II тонов,
удается выслушать еще два тона – III и IV. III тон обусловлен колебаниями,
появляющимися при быстром пассивном наполнении желудочков кровью из
предсердий во время диастолы сердца, возникает через 0,12–0,15 секунд от начала II
тона. IV тон предшествует первому тону и зависит от колебаний, возникающих при
сокращении предсердий. Для детей и подростков он считается физиологическим,
появление его у взрослых является патологическим.
1.1.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЦЕ
Деятельность сердца, как и деятельность любой возбудимой ткани,
сопровождается электрическими явлениями. Метод регистрации электрических
явлений в работающем сердце получил название электрокардиографии.
Прибор, с помощью которого регистрируют электрические явления в
возбужденном сердце, называют электрокардиографом.
Разница потенциалов, возникающая в возбужденном сердце, регистрируется в
виде электрокардиограммы (ЭКГ) (рис. 7.).
Рис. 7. Нормальная электрокардиограмма человека
В сердце здорового человека на электрокардиограмме отчетливо видны пять
зубцов, из которых три обращены вверх (PRT), а два вниз (QS). Зубец Р отражает
электрические явления в предсердиях, а зубцы QRST характеризуют движение
волны возбуждения в желудочках сердца (рис. 8.).
Рис. 8. Зубцы электрокардиограммы
17
Электрокардиография – один из наиболее важных методов объективной
регистрации деятельности сердца у взрослых.
1.1.8. МЕТАБОЛИЗМ СЕРДЦА
Энергетическое обеспечение сердца обнаруживает ряд специфических
особенностей.
1. В отличие от скелетных мышц работа сердца обеспечивается почти
исключительно за счет аэробного (с участием кислорода) процесса – окислительного
фосфорилирования.
Процесс окислительного фосфорилирования происходит в митохондриях. Поэтому
*
плотность содержания митохондрий в миокарде наибольшая из всех тканей тела:
митохондрии составляют около 40% объема миокардиальных волокон.
2. В качестве основных энергетических субстратов окисления сердце
использует глюкозу, жирные кислоты и лактат (молочную кислоту), доставляемые с
кровью.
В условиях покоя участие глюкозы, свободных жирных кислот, лактата в энергетическом
*
обеспечении сердца примерно одинаково.
Около половины, образующейся при окислении этих веществ, энергии рассеивается в виде
тепла, а другая половина запасается в виде энергии фосфатных связей (АТФ) и используется
для энергетического обеспечения сокращения миокардиальных волокон, для синтеза белков,
а также гликогена и липидов (собственных запасов энергетических субстратов).
При мышечной работе утилизация всех энергетических субстратов в абсолютном значении
возрастает, однако их относительный вклад в энергообеспечении сердца изменяется. По мере
повышения мощности выполняемой работы относительная доля глюкозы сильно
уменьшается, доля свободных жирных кислот незначительно снижается, резко возрастает
удельное значение окисления лактата. Так, при субмаксимальной аэробной работе
относительная доля глюкозы в энергообеспечении сердца уменьшается примерно вдвое, доля
свободных жирных кислот снижается примерно до 2/3 по отношению к уровню покоя.
Лактат становится основным энергетическим субстратом сердца – почти 50% всей
энергопродукции сердца обеспечивается за счет его окисления. При максимальной аэробной
работе доля лактата в энергетическом метаболизме сердца возрастает до 60% и более.
С повышением мощности выполняемой работы увеличиваются образование лактата в
скелетных мышцах и соответственно его содержание в крови. Одновременно нарастает
использование лактата сердцем (и скелетными мышцами) в качестве энергетического
субстрата. Этот процесс поглощения сердцем лактата из крови имеет определенное значение
для поддержания работоспособности при выполнении работ большой мощности, так как
задерживает увеличение концентрации лактата в крови и, таким образом, закисление крови
(снижение рН). Поскольку количество утилизируемого сердцем лактата должно быть тем
больше, чем больше масса (объем) сердца, имеется обратная зависимость между объемом
сердца и концентрацией лактата в артериальной крови при максимальной аэробной работе.
18
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]