Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анатомия и физиология сердечно-сосудистой системы. Учебное пособие
.pdf
3. Даже в состоянии полного покоя (без изгнания крови) левый желудочек
потребляет поразительно большое количество кислорода – от 1,5 до 2 мл О2 в
минуту на каждые 100 г массы желудочка.
Когда сердце сокращается в условиях физического покоя человека, потребление кислорода
*
левым желудочком колеблется в пределах 8-10 мл/100 г/мин. С увеличением мощности
выполняемой работы оно растет и может достигать 80 мл О2 /100 г/мин.
Основным путем увеличения снабжения кислородом сердца во время
мышечной работы служит усиление его кровоснабжения.
Вывод: сердце полностью зависит от непрерывного и достаточного снабжения
кислородом и питательными (энергетическими) веществами.
1.1.9. РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЦА
Изменение ритма работы сердца регулируется тремя основными путями:
1. Саморегуляция (ауторегуляция);
2. Нервная регуляция;
3. Гуморальная регуляция.
Различают четыре типа влияния на работу сердца:
√
1. Положительные хронотропные влияния - влияния на сердце, которые повышают ЧСС;
2. Отрицательные хронотропные влияния – влияния на сердце, которые понижают ЧСС;
3. Положительные инотропные влияния – влияния, которые усиливают силу и мощность
сокращения миокарда;
4. Отрицательные инотропные влияния – влияния, которые ослабевают силу и мощность
сокращения миокарда
САМОРЕГУЛЯЦИЯ (АУТОРЕГУЛЯЦИЯ) РАБОТЫ СЕРДЦА
Сердце способно к саморегуляции (ауторегуляции) силы сокращения
миокарда.
Различают два основных механизма саморегуляции сердца.
Оба они запускаются в действие чисто механическими (физическими)
факторами.
Саморегуляция, связанная с изменением размеров полостей сердца
(гетерометрическая саморегуляция, от греч. «гетерос» – разный, метр – размер).
Сердечная мышца регулирует силу своего сокращения в зависимости от величины венозного
√
возврата. Чем больше венозный возврат, тем больше растянуты сердечные полости и тем
сильнее сила сокращения миокардиальных волокон. Следовательно, тем больше крови
выбрасывается из желудочков в фазу систолы.
Сила сокращения сердечной мышцы увеличивается в ответ на ее растяжение.
Это явление носит название механизма Франка-Старлинга (закон сердца).
19
Более сильное сокращение миокардиальных волокон при их растяжении, как и скелетных
√
волокон, связано с возрастающим перекрытием актиновых и миозиновых нитей.
Благодаря такому механизму сердце может работать как автоматический
насос, который немедленно прокачивает любое количество крови (в пределах
физиологических границ), поступающее к нему, без задержки излишней крови в
венах.
Выводы:
1. Насосная работа сердца автоматически приспосабливается к объему
притекающей к нему крови, т.е. к величине венозного возврата.
2. Объем выбрасываемой из сердца крови равен объему притекающей к нему
крови.
Саморегуляция при неизменном объеме сердца (гомеометрическая
саморегуляция, от греч. «гомеос» – неизменный).
Данный вид саморегуляции выявлен в экспериментах на изолированной
сердечной мышце. Действует ли он в естественных условиях работы сердца пока
неизвестно.
К механизмам гомеометрической саморегуляции относятся: «феномен лестницы» Боудича и
√
эффект Анрепа.
«Феномен лестницы» Боудича заключается в постепенном увеличении силы сокращения
сердечной мышцы с повышением частоты ее электрического раздражения. Благодаря этому
механизму систолический объем крови может быть автоматически увеличен повышением
ЧСС.
Эффект Анрепа состоит в том, что при увеличении давления крови в аорте происходит
увеличение силы и мощности сокращения миокарда.
Оба гомеометрических механизма могут способствовать повышению сократительной
способности миокарда во время мышечной работы, для которой характерно увеличение ЧСС
и аортального давления.
Таким образом, механизм Франка-Старлинга проявляется в повышении
сократительной способности миокарда в ответ на усиление «преднагрузки» для
сердечного насоса (увеличение предсистолического наполнения желудочков).
Эффект Анрепа проявляется в усилении сократительной способности миокарда в
ответ на возрастание «посленагрузки» для сердечного насоса, вызванной
повышением давления в аорте.
НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЦА
Хотя сердце имеет собственную, внутреннюю, регулирующую систему
(ауторегуляцию), в условиях естественной деятельности целого организма оно не
может достаточно эффективно работать без нервного контроля, который
существенно изменяет показатели работы сердца.
Нервная система связана с сердцем через две эфферентные системы
20
вегетативной регуляции – симпатическую и парасимпатическую.
Симпатические (адренэргические) нервные волокна идут от верхнегрудных и
шейных околопозвоночных симпатических узлов. Оканчиваются густой сетью в
области синусно-предсердного узла и в миокарде желудочков.
Химическим медиатором этих волокон является норадреналин.
√
Участки поверхностной мембраны миокардиальных клеток, которые воспринимают действие
этого медиатора относятся к бета-рецепторам.
Нервные импульсы, поступающие к сердцу по симпатическим сердечным
волокнам вызывают положительные хроно- и инотропные эффекты:
1. Повышают ЧСС;
2. Увеличивают силу и мощность сокращения миокарда;
3. Усиливают кровоток через сердечные (коронарные) кровеносные сосуды.
Механизм положительного хронотропного эффекта состоит в ускорении диастолической
√
деполяризации («дрейфа») клеток водителя ритма, что приводит к более частому их разряду.
Положительный инотропный эффект симпатических влияний проявляется в более:1) полном
опорожнении желудочков при систоле; 2) быстром сокращении миокарда, что укорачивает
период изгнания; 3) высоком внутрижелудочковом давлении.
Важный результат симпатических положительных инотропных влияний на сердце
заключается в том, что сократимость миокарда желудочков может увеличиваться независимо
от степени их наполнения кровью. Поэтому даже при высокой ЧСС (с укороченными
периодами наполнения желудочков) сердце, стимулируемое симпатическими нервами,
способно выбрасывать большой систолический объем. Кроме того, симпатические влияния
вызывают укорочение систолы желудочков, что несколько удлиняет период наполнения.
Вывод: симпатическая стимуляция усиливает активность сердца как насоса.
Парасимпатические (холинэргические) нервные волокна идут к сердцу в составе
блуждающего нерва, переключаясь в сердечном узле перед окончанием в области
синусно-предсердного и предсердно-желудочкового узлов и в миокарде предсердий.
Нервные импульсы, поступающие к сердцу по парасимпатическим сердечным
волокнам вызывают отрицательные хроно- и инотропные эффекты – уменьшаются
частота и сила сердечных сокращений, а также возбудимость и проводимость
сердечной мышцы.
Вывод: парасимпатическая стимуляция снижает все формы активности сердца,
ослабляя его насосную функцию.
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НЕРВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ РАБОТЫ
СЕРДЦА
К моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо выражены
нервные окончания как симпатических, так и блуждающих нервов. В раннем
21
детском возрасте (до 2–3 лет) преобладают тонические влияния симпатических
нервов на сердце, о чем можно судить по частоте сердечных сокращений
(у новорожденных до 140 ударов в минуту). Тонус центра блуждающего нерва в
этом возрасте низок.
Первые признаки влияния блуждающего нерва на сердечную деятельность
обнаруживаются в 3–4-х месячном возрасте. В этом возрасте можно вызвать
рефлекторное замедление сердечного ритма, надавливая на глазное яблоко. В первые
годы жизни ребенка формируются и закрепляются тонические влияния
блуждающего нерва на сердце. В младшем школьном возрасте роль блуждающего
нерва значительно усиливается, что проявляется в снижении частоты сердечных
сокращений.
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЦА
Факторы, осуществляющие гуморальную регуляцию деятельности сердца,
делятся на 2 группы: вещества системного действия и вещества местного
действия.
К веществам системного действия относятся электролиты и гормоны.
Избыток ионов калия в крови приводит к замедлению ритма сердца,
уменьшению силы сердечных сокращений, торможению распространения
возбуждения по проводящей системе сердца, снижению возбудимости сердечной
мышцы.
Избыток ионов кальция в крови оказывает на деятельность сердца
противоположное влияние: увеличивается ритм сердца и сила его сокращений,
повышается скорость распространения возбуждения по проводящей системе сердца
и нарастает возбудимость сердечной мышцы. Характер действия ионов калия на
сердце сходен с эффектом возбуждения блуждающих нервов, а действие ионов
кальция – с эффектом раздражения симпатических нервов.
Адреналин увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, улучшает
коронарный кровоток, тем самым повышая интенсивность обменных процессов в
сердечной мышце.
Тироксин вырабатывается в щитовидной железе и оказывает стимулирующее
влияние на работу сердца, обменные процессы, повышает чувствительность
миокарда к адреналину.
Минералокортикоиды (альдостерон) улучшают реабсорбцию (обратное
всасывание) ионов натрия и выведение ионов калия из организма.
Глюкагон повышает содержание глюкозы в крови за счет расщепления
гликогена, что оказывает положительный инотропный эффект.
Вещества местного действия действуют в том месте, где образовались. К ним
относят:
Медиаторы – ацетилхолин (АХ) и норадреналин, которые оказывают
противоположные влияния на сердце.
Действие АХ неотделимо от функций парасимпатических нервов, так как он
синтезируется в их окончаниях. АХ уменьшает возбудимость сердечной мышцы и
силу ее сокращений. Норадреналин оказывает на сердце влияние, аналогичное
воздействию симпатических нервов. Стимулирует обменные процессы в сердце,
22
повышает расход энергии и тем самым увеличивает потребность миокарда в
кислороде.
Тканевые гормоны – кинины – вещества, обладающие высокой биологической
активностью, но быстро подвергающиеся разрушению, они действуют на
гладкомышечные клетки сосудов.
Простагландины – оказывают разнообразное действие на сердце в
зависимости от вида и концентрации.
Метаболиты – улучшают коронарный кровоток в сердечной мышце.
Гуморальная регуляция обеспечивает более длительное приспособление
деятельности сердца к потребностям организма.
РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ СЕРДЦА ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
При мышечной работе, когда тело находится в горизонтальном положении, а
также при работе относительно небольшой мощности, когда тело находится в
вертикальном положении, регуляция работы сердца осуществляется главным
образом за счет нервного и гуморального механизмов.
За счет влияний на сердце симпатической нервной системы, а также циркулирующих в крови
*
адреналина и норадреналин, происходит увеличение силы и мощности сокращения миокарда.
С увеличением мощности выполняемой работы при вертикальном положении
тела возрастает значение ауторегуляторного механизма.
Достаточно эффективная регуляция деятельности сердца при мышечной работе может
*
обеспечиваться за счет только собственных, автоматических, механизмов даже без внешнего
нервного и гормонального контроля.
У собак с полной перерезкой всех сердечных нервов и с удаленными надпочечниками
наблюдается увеличение систолического объема и повышение ЧСС, пропорционально
мощности выполняемой работы. Однако работоспособность миокарда животных с
денервированным сердцем снижена.
1.2. СОСУДЫ
Кровеносные сосуды представлены (рис.9.):
1. Артериями (сосуды, несущие кровь от сердца).
2. Венами (сосуды, которые приносят кровь к сердцу).
3. Микроциркулярным руслом, которое включает:
артериолы,
прекапиллярные артериолы,
капилляры,
посткапиллярные венулы,
артериоло-венулярные анастамозы.
23
Рис. 9. Кровеносные сосуды
Кровеносные сосуды обозначаются в зависимости от:
1. названия органа, который они кровоснабжают (почечная артерия,
селезеночная вена),
2. места отхождения от более крупного сосуда (верхняя брыжеечная артерия,
нижняя брыжеечная артерия),
3. наименования кости, к которой сосуды прилежат (локтевая артерия),
4. местоположения (медиальная артерия, окружающая бедренную кость),
5. глубины залегания (поверхностная или глубокая артерия).
Многие мелкие артерии называются ветвями, а мелкие вены – притоками.
1.2.1. АРТЕРИИ
Основная функция артерий: быстрая доставка крови к органам и тканям, а
также обеспечение высокого давления, необходимого для непрерывного тока крови
через капилляры.
До вступления артерии в орган она называется внеорганной, после вхождения в орган –
*
внутриорганной.
По типу кровоснабжаемых органов и тканей различают 2 типа артерий:
1. Пристеночные (париетальные). Кровоснабжают стенки тела.
2. Внутренностные (висцеральные). Кровоснабжают внутренние органы.
Разветвляясь внутри органа, артерия своими ветвями кровоснабжает его части.
24
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ОРГАНОВ
Ход артерий и кровоснабжение различных органов зависит от их строения,
функции и развития и подчиняется ряду закономерностей.
Закономерности кровоснабжения органов были установлены и изучены П.Ф. Лесгафтом, Б.А.
*
Долго-Сабуровым, их учениками и сотрудниками.
1. Крупные артерии располагаются соответственно скелету и нервной системе.
Так, вдоль позвоночного столба лежит аорта, нижняя полая вена.
2. На конечностях количество магистральных артерий и вен соответствует
количеству костей, образующих их скелет.
Например, вдоль плечевой кости располагается плечевая артерия и одноименная вена.
Вдоль лучевой и локтевой кости – лучевые и локтевые артерии и вены.
3. В соответствии с принципом двусторонней симметрии строения тела человека
большинство артерий парные.
4. В соответствии с принципом сегментарности, многие артерии,
кровоснабжающие туловище, сегментарные.
5. Артерии идут к соответствующим органам по наиболее короткому пути, т. е.
приблизительно по прямой линии, соединяющей основной ствол с органом.
Поэтому каждая артерия кровоснабжает близлежащие органы.
6. Если во внутриутробном периоде орган перемещается, то артерия, удлиняясь,
следует за ним к месту его окончательного расположения (например,
диафрагма, яичник, яичко).
7. Артерии располагаются на более коротких сгибательных поверхностях тела,
что предохраняет кровеносные сосуды от перерастяжения.
8. Тонкостенные кровеносные сосуды нуждаются в надежной защите от
повреждений, сдавлений. Эту функцию выполняют кости скелета, различные
борозды и каналы, образованные костями, мышцами, фасциями.
9. Для обеспечения непрерывности кровотока при сгибании вокруг суставов
образуются суставные артериальные сети, которые обеспечивают
коллатеральный кровоток.
10. Артерии входят в органы через ворота, расположенные на их вогнутой
медиальной или внутренней поверхности, обращенной к источнику
кровоснабжения.
11. Диаметр артерий и их ветвление зависят от размеров и функции органа. В
трубчатых органах артерии ветвятся кольцеобразно, продольно или радиально.
В органы, имеющие волокнистое строение (мышцы, связки, нервы), артерии
вступают в нескольких местах и разветвляются по ходу волокон.
Питание определенного органа осуществляется не только его собственными
артериями, но и соседними с ним, дающими кровь по анастомозам.
Анастомоз (от греч. anastomosis – спайка, соединение, соустье) – это любой
25
третий сосуд, которые соединяет два других.
Для кровоснабжения организма важную роль играет коллатеральное
кровообращение.
Коллатеральное кровообращение было тщательно изучено В. Н. Тонковым и его учениками.
*
Коллатераль (от лат. collateralis – боковой) – это боковой сосуд, осу-
ществляющий окольный ток крови.
Коллатерали бывают двух родов: одни существуют в норме и имеют строение нормального
*
сосуда, другие развиваются вновь из анастомозов и приобретают особое строение.
Коллатеральные сосуды встречаются как в системе артерий – артериальные
коллатерали, так и в системе вен – венозные коллатерали.
СТРОЕНИЕ АРТЕРИЙ соответствует их функциям (рис.10.).
Стенки артерий состоят из трех слоев. Внутренний слой образован
однослойным эпителием (эндотелий). К нему прилегает внутренняя эластичная
мембрана. Средний слой представлен гладкими мышечными волокнами
(миоцитами), коллагеновыми и эластическими волокнами. Внешний слой
представлен фиброзной оболочкой из рыхлой волокнистой неоформленной
соединительной ткани.
Рис. 10. Строение артерии и вены
Фиброзная оболочка также содержит коллагеновые и эластические волокна. В ней проходят
*
кровеносные сосуды и нервы.
В зависимости от развития различных слоев стенки различают три типа
артерий:
1. Артерии эластического типа (аорта и легочный ствол, т.е. ближайшие к
сердцу крупные сосуды). В средней оболочке этих сосудов преобладают
эластические волокна, между которыми залегают миоциты.
Такое строение связано с тем, что в эти сосуды кровь поступает из сердца под большим
давлением с большой скоростью.
26
2. Артерии мышечного типа. В средней оболочке этих сосудов преобладают
мышечные волокна, благодаря сокращениям которых регулируется просвет
кровеносного сосуда и соответственно приток крови к тканям и органам.
3. Артерии смешанного типа (мышечно-эластического). Это сосуды крупного
диаметра, в средней оболочке которых имеется примерно равное
количество эластических и мышечных волокон. К артериям данного типа,
например, относятся сонная и подключичная артерии.
У новорожденных артерии преимущественно эластического типа. Артерии
мышечного типа еще не развиты. Они содержат в средней оболочке только тонкую
пластинку эластической ткани без мышечных волокон
Каждая артерия разделяется на более мелкие сосуды.
Различают несколько типов ветвления сосудов.
1. Магистральный тип ветвления – от магистрального сосуда последовательно
отходят боковые ветви, как, например, артерии, отходящие от аорты.
2. Дихотомический тип ветвления – магистральный сосуд делится на два
равных сосуда, например, деление ствола легочной артерии.
3. Рассыпной тип ветвления – короткий магистральный сосуд резко делится на
несколько крупных и мелких ветвей, что характерно для сосудов внутренних
органов.
По мере уменьшения диаметра артерий все оболочки их стенок истончаются.
Наиболее тонкие артерии мышечного типа - артериолы. Их стенки содержат лишь
один ряд миоцитов. Артериолами начинается микроциркулярное русло (рис.11.).
1.2.2. МИКРОЦИРКУЛЯРНОЕ РУСЛО.
ТРАНСКАПИЛЛЯРНЫЙ ОБМЕН
Микроциркулярное русло обеспечивает взаимодействие крови и тканей.
Рис. 11. Строение микроциркуляторного русла
27
От артериол отходят прекапилляры. Во многих тканях тела в месте перехода
артериол в прекапилляры находятся прекапиллярные сфинктеры. Это последний
участок гладкомышечных клеток в стенках артериальных сосудов. Прекапиллярные
сфинктеры регулируют кровоток. Их тонус определяет, течет ли кровь после данного
сфинктера или нет.
Прекапиллярные сфинктеры обычно не иннервированы, а находятся главным образом под
*
местным метаболическим контролем. Поэтому накопление продуктов обмена или недостаток
кислорода в данном участке ткани могут вызвать расслабление гладкомышечных элементов в
стенках прекапиллярных сфинктеров и соответственно усилить кровоток через капиллярную
сеть данного участка. Снижение уровня метаболической активности приводит к
восстановлению тонуса прекапиллярных сфинктеров и закрытию соответствующих
капилляров.
Прекапилляры продолжаются в истинные капилляры (гемокапилляры).
Истинные капилляры образуют плотную сеть связанных друг с другом
коротких трубочек (длиной 0,3–1 мм) малого диаметра (4–10 микрон).
Исключительно большая площадь обменной поверхности капилляров по
сравнению с их длиной и объемом обеспечивает обширную диффузию газов и
растворенных веществ из капилляров к тканевым клеткам и обратно.
Общее число капилляров у мужчин весом 70 кг – около 40 млрд. с общей
обменной площадью приблизительно 1000 м2. Плотность капилляров неодинакова в
разных тканях и определяется их максимальными метаболическими потребностями.
У человека весом 70 кг, у которого около 30 кг приходится на долю мышц, максимальная
*
площадь поверхности капиллярных стенок во всех мышцах составляет примерно 300 м2.
В быстрых мышцах на каждый кубический мм приходится 300–400 капилляров (0,7 м2
капиллярной поверхности на 100 г мышцы), а в медленных мышцах плотность капилляров в
среднем в 3 раза больше.
В сердечной мышце, почках, головном мозге, печени, красном костном мозге, железах общая
площадь поверхности капилляров в 6-8 раз больше, чем в скелетных мышцах. Общая
площадь поверхности капилляров в этих органах не менее 500 м2.
Площадь капилляров в других тканях, таких, как кости, жировая и соединительная ткани,
гладкие мышцы, меньше, чем в скелетных мышцах – в среднем 250 капилляров/мм3. Общая
площадь поверхности капилляров в этих тканях составляет 200 м2.
В условиях покоя открытой бывает лишь часть капилляров – 20–35%.
Общая площадь обменной поверхности открытых в покое капилляров не менее 250–350 м2.
*
При тяжелой мышечной работе благодаря открытию капилляров в работающих мышцах и в
сердце площадь обменной поверхности увеличивается до 500–600 м2, т. е. занимает 50–60%
от максимальной поверхности капилляров.
Средняя линейная скорость тока крови в капиллярах в условиях покоя очень
низкая – порядка 0,3 мм/с. Т.е. при длине пути до 1 мм каждая порция крови
проходит через капилляр за 1–2 с. Этого времени достаточно для полного обмена
веществами между кровью и тканями.
28
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]