Тема: насосная функция сердца.

• Продолжительность изучения темы: 6 часов;

из них на занятие 4 часа; самостоятельная работа 2 часа

• Место проведения: учебная комната

Цель занятия: знать физиологические функции сердца и его отделов в обеспечении движения крови по сосудам большого и малого кругов кровообращения; уметь оценить основные показатели деятельности сердца, характеризующие его способности обеспечения метаболических процессов организма.

Задачи:

1. знать систему кровообращения, её исполнительные органы и результаты деятельности (минутный объём кровотока, адекватный потребностям организма, системное кровяное давление);

2. знать и правильно интерпретировать роль различных отделов сердца (предсердий, желудочков, клапанного аппарата) в обеспечении насосной функции сердца;

3. уметь описать фазовую структуру сердечного цикла и закономерности, лежащие в основе движения крови из одного отдела сердца в друго, ипз сердца в большой и малый круги кровообращения;

4. знать нормальные величины систолического и минутного объёмов кровотока у человека и их изменения при ортостазе, натуживании и физической нагрузке.

Значение изучения темы (мотивация): овладение знаниями и умениями по данной теме позволит понять работу сердца не только как органа в целом, но и на клеточно - молекулярном уровне. Знание механизмов, лежащих в основе деятельности сердца, позволит в дальнейшем проводить целенаправленную коррекцию нарушенных функций и управлять процессами, приводящими к их нормализации.

• Методические рекомендации по самоподготовке:

Циркуляцию крови по сердечно-сосудистой системе обеспечивает насосная функция сердца — непрерывная работа миокарда (сердечной мышцы), характеризующаяся чередованием систолы (сокращения) и диастолы (расслабления).

Сердце состоит из четырёх камер — двух предсердий и двух желудочков. Для обозначения левых отделов сердца (предсердия и желудочка) иногда применяют термин «левое сердце», правых отделов сердца — «правое сердце». Желудочки во время диастолы заполняются кровью, а во время систолы — выбрасывают её в аорту и лёгочной ствол, реализуя основную функцию сердца — насосную. Систоле желудочков предшествует систола предсердий. Таким образом, предсердия служат вспомогательными насосами, способствующими заполнению желудочков.

· Из левых отделов сердца кровь нагнетается в аорту, через артерии и артериолы поступает в капилляры, где и происходит обмен между кровью и тканями. Через венулы кровь направляется в систему вен и далее в правое предсердие. Это большой круг кровообращения — системная циркуляция.

· Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, который перекачивает кровь через сосуды лёгких. Это малый круг кровообращения — лёгочная циркуляция.

Сердце сокращается в течение жизни человека до 4 млрд раз, выбрасывая в аорту и способствуя поступлению в органы и ткани до 200 млн л крови. В физиологических условиях сердечный выброс составляет от 3 до 30 л/мин. При этом кровоток в различных органах (в зависимости от напряжённости их функционирования) варьирует, увеличиваясь при необходимости приблизительно вдвое.

Для клинической практики особенно важно то обстоятельство, что при нарушениях насосной функции левого или правого отдела сердца возникает застой крови в венозном отделе малого или большого круга кровообращения: при недостаточности насосной функции левых отделов сердца — в малом круге кровообращения (откуда левые отделы перекачивают кровь в большой круг кровообращения, т.е. кровь застаивается лёгких), правых отделов сердца — соответственно в большом круге (кровь застаивается в системах нижней и верхней полых вен).

Оболочки сердца

Стенка всех четырёх камер имеет три оболочки: эндокард, миокард и эпикард.

· Эндокард выстилает изнутри предсердия, желудочки и лепестки клапанов — митрального, трёхстворчатого, клапана аорты и клапана лёгочного ствола.

· Миокард состоит из рабочих (сократительных), проводящих и секреторных кардиомиоцитов.

Рабочие кардиомиоциты содержат сократительный аппарат и депо кальция (цистерны и трубочки саркоплазматического ретикулума). Эти клетки при помощи межклеточных контактов (вставочные диски) объединены в так называемые сердечные мышечные волокна — функциональный синцитий (совокупность кардиомиоцитов в пределах каждой камеры сердца). Функции миокарда: возбудимость, автоматизм, проводимость и сократимость. Автоматизм — способность самостоятельно генерировать ПД для сокращения миокарда всего сердца; денервированное сердце продолжает сокращаться, так как автоматизмом обладают даже рабочие кардиомиоциты, однако скорость спонтанной диастолической деполяризации у них минимальна. Сократимость — способность сокращаться, реализуя тем самым насосную функцию сердца. Проводимость — способность проводить ПД; проводимостью обладает каждый кардиомиоцит. Возбудимость — способность возбуждаться (генерировать ПД) в ответ на воздействие раздражителя.

Под влиянием различных воздействий (нервной системы, гормонов, различных ЛС) функции миокарда изменяются: влияние на ЧСС (т.е. на автоматизм) обозначают термином «хронотропное действие» (может быть положительным и отрицательным), на силу сокращений (т.е. на сократимость) — «инотропное действие» (положительное или отрицательное), на скорость предсердно-желудочкового проведения (что отражает функцию проводимости) — «дромотропное действие» (положительное или отрицательное), на возбудимость — «батмотропное действие» (также положительное или отрицательное).

· Эпикард формирует наружную поверхность сердца и переходит (практически слит с ним) в париетальный перикард — париетальный листок околосердечной сумки, содержащей 5–20 мл перикардиальной жидкости.

Сердечная тампонада. При избыточном скоплении жидкости в околосердечной сумке (например, при травмах грудной клетки) возникает сердечная тампонада — сдавление сердца, существенно нарушающее его насосную функцию, поскольку в диастолу объём камер сердца не увеличивается и кровь не поступает в должном количестве в желудочки и, соответственно, в большой и малый круги кровообращения.

Между миокардом и внутренней поверхностью эпикарда находится соединительная ткань, содержащая жировые клетки. Все крупные артерии расположены именно в этой части эпикарда, откуда их ветвления проникают в миокард.

Клапаны сердца Эффективная насосная функция сердца зависит от однонаправленного движения крови из вен в предсердия и далее в желудочки, создаваемого четырьмя клапанами (на входе и выходе обоих желудочков). Все клапаны (предсердно-желудочковые и полулунные) закрываются и открываются пассивно.

· Предсердно–желудочковые клапаны — трёхстворчатый клапан в правом желудочке и двустворчатый (митральный) клапан в левом — препятствуют обратному поступлению крови из желудочков в предсердия. Клапаны закрываются при градиенте давления, направленном в сторону предсердий, — т.е. когда давление в желудочках превышает давление в предсердиях. Когда же давление в предсердиях становится выше давления в желудочках, клапаны открываются.

От свободных краёв предсердно-желудочковых (АВ-) клапанов отходят сухожильные хорды (chordae tendineae), представляющие собой соединительнотканные тяжи. Прикрепляются сухожильные хорды к сосочковыми мышцами миокарда желудочков. При сокращении миокарда сокращаются и сосочковые мышцы, что не позволяет створкам клапанов выпячиваться в сторону предсердий в систолу желудочков. Вполне естественно, что при местном нарушении кровообращения миокарда вследствие недостаточного обеспечения кислородом и питательными веществами (обычно при инфаркте или приступе стенокардии) нарушается его сократительная способность. Ишемия миокарда сосочковых мышц приводит к выпячиванию створок в предсердия — створки клапанов расходятся и кровь затекает обратно в предсердия, что клинически проявляется систолическим шумом недостаточности митрального или (гораздо реже) трикуспидального клапана во время приступа стенокардии или при инфаркте миокарда.

· Полулунные клапаны — аортальный клапан и клапан лёгочной артерии — расположены на выходе из левого и правого желудочков соответственно. Они предотвращают возврат крови из артериальной системы в полости желудочков. Оба клапана представлены тремя плотными, но очень гибкими «кармашками», имеющими полулунную форму и прикреплёнными симметрично вокруг клапанного кольца. «Кармашки» открыты в просвет аорты или лёгочного ствола, поэтому когда давление в этих крупных сосудах начинает превышать давление в желудочках (т.е. когда последние начинают расслабляться в конце систолы), «кармашки» расправляются кровью, заполняющей их под давлением, и плотно смыкаются по своим свободным краям — клапан захлопывется (закрывается). Механизм действия аортальных клапанов и клапанов лёгочной артерии отличается от функционирования АВ-клапанов следующими особенностями.

- Высокое давление в артериях в конце систолы заставляет полулунные клапаны резко захлопываться, в отличие от более постепенного («лёгкого») смыкания АВ-клапанов.

- Через узкое отверстие полулунных клапанов скорость изгоняемой крови намного выше, чем через большие предсердно-желудочковые отверстия.

- Высокая скорость закрытия и быстрый выброс крови подвергают края полулунных клапанов большему механическому воздействию, чем края АВ-клапанов.

- Наконец, АВ-клапаны поддерживаются сухожильными хордами, отсутствующие у полулунных клапанах.

В основание створок аортального клапана (практически в полость «кармашков») открываются устья венечных артерий. Кровь в эти артерии поступает во время диастолы, когда давление в аорте превышает давление в левом желудочке и створки полулунных клапанов расправлены и сомкнуты. Соответственно, когда створки этих клапанов не смыкаются (например, вследствие деформации их свободных краёв, что служит одной из причин недостаточности аортального клапана), страдает коронарный кровоток, что в итоге вносит свой вклад в возникновение выраженной стенокардии напряжении, очень типичной для аортальной недостаточности.Стенку сердца снабжают кровью правая и левая венечные (коронарные) артерии. Обе венечные артерии отходят от основания аорты (вблизи места прикрепления створок аортального клапана). Задняя стенка левого желудочка, некоторые отделы перегородки и большая часть правого желудочка кровоснабжаются правой венечной артерией. Остальные отделы сердца получают кровь из левой венечной артерии.

· При сокращении левого желудочка миокард пережимает венечные артерии, и поступление крови к миокарду практически прекращается — 75% крови по венечным артериям притекает к миокарду во время расслабления сердца (диастолы) и низкого сопротивления сосудистой стенки. Для адекватного коронарного кровотока диастолическое давление крови не должно опускаться ниже 60 мм рт.ст.

· При физической нагрузке коронарный кровоток усиливается, что связано с увеличением работы сердца по снабжению мышц кислородом и питательными веществами. Венечные вены, собирая кровь от большей части миокарда, впадают в венечный синус в правом предсердии. От некоторых областей, расположенных преимущественно в «правом сердце», кровь поступает непосредственно в сердечные камеры.

· Ишемическая болезнь сердца (ИБС) развивается вследствие локального сужения просвета крупной или среднего калибра венечной артерии из-за наличия атеросклеротической бляшки. В этом случае коронарный кровоток усиливаться не может, что необходимо в первую очередь при физической нагрузке, поэтому при ИБС физическая активность приводит к возникновению болей в сердце.

• Необходимый исходный уровень знаний:

1.Основные физиологические свойства возбудимых тканей: возбудимости, проводимости, лабильности, сократимости и автоматии.

2. Классификацию и особенности строения клеток сердца.

3. Строение сердце.

4. Большой и малый круги кровообращения

План проведения занятия:

1. Вводное слово преподавателя о цели занятия и схеме его проведения. Ответы на вопросы - 10 минут.

2. Устный опрос - 20 минут.

3. Учебно-практическая и исследовательская работа студентов - 90 минут.

Вопросы для самоподготовки к занятию:

1. Из каких отделов состоит система кровообращения?

2. Большой и малый круги кровообращения, их значение.

3. Из каких отделов состоит сердце? Гемодинамическая функция сердца.

4. Из каких фаз состоит сердечный цикл и какова их продолжительность. Изменение давления объёма крови в полостях сердца в различные фазы.

5. Основные показатели деятельности сердца, изменения в зависимости от функционального состояния организма.

6. Особенности детского организма.

Учебно-практическая и исследовательская работа:

Задание № 1.

а). Посмотрите видеофильм “Насосная функция сердца”. Обсудите увиденное с преподавателем.

б). Рассмотрите слайды по теме занятия: “Схема кровообращения человека”, “Схема движения крови в полостях сердца”, “Фазы сердечного цикла”, “Показатели работы сердца”. Обсудите с преподавателем.

Задание № 2.

Проанализируйте ситуационные задачи.

1. Вычислите систолический объём крови, если известно, что частота сокращений сердца 100 уд/мин., минутный объём крови - 7л.

2. До выполнения физической работы при ЧСС равной 70 уд/мин. МОК составляет 5л. Чему будет равен МОК, если во время работы систолический объём увеличивается на 20%, а ЧСС на 100%?

3. Вычислите минутный объём крови, если ЧСС равна 80 уд/мин, Систолический объём 70 мл. Какое количество кислорода будет связано данным объёмом крови, если известно, что в 100 мл. крови обследуемого содержится 15 гр. гемоглобина?

4. Два спортсмена (близкие по возрастным и физическим данным) участвуют в беге на 1500 метров. В конце дистанции МОК у первого составлял 28 л/мин. при ЧСС 200 уд/мин., у второго - 28 л/мин. при ЧСС 180 уд/мин. Кто из спортсменов более тренирован? Почему?

5. При зондировании сердца здорового человека в один их моментов кардиоцикла давление в левом желудочке 70 мм.рт.ст. Какой фазе сердечного цикла это соответствует?

6. При зондировании левого сердца здорового человека в один из моментов кардиоцикла давление в левом желудочке 125 мм.рт.ст. При зондировании правого желудочка давление в нем было равным 20мм.рт.ст. Какой фазе это соответствует?

Задание № 3.

Выполните эксперименты. Проанализируйте и обсудите полученные результаты.

1. Сердечный цикл у лягушки (см. Практикум по нормальной физиологии / Под ред. Н.А. Агаджаняна.-М., 1996.-С.60-62).

2. Определение длительности сердечного цикла у человека по пульсу в покое и при физической нагрузке (см. Практикум, с65-66).

Рекомендуемая литература:

1. Материал лекций.

2. Физиология человека: Учебник/Под ред. В.М.Смирнова

3. Нормальная физиология. Учебное пособие./ В.П.Дегтярев, В.А.Коротич, Р.П.Фенькина,

4. Физиология человека: В 3-х томах. Пер. с англ./ Под. Ред. Р. Шмидта и Г. Тевса

5. Практикум по физиологии /Под ред. М.А. Медведева.

6. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций/ Под ред. К. В.Судакова.

7. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем. /Под ред. К.В.Судакова

8. Нормальная физиология: Учебник/ Ноздрачев А.Д., Орлов Р.С.

9. Нормальная физиология: учебное пособие : в 3 т. В. Н. Яковлев и др.

10. Юрина М.А Нормальная физиология (учебно-методическое пособие).

11. Юрина М.А. Нормальная физиология (краткий курс лекций)

12. Физиология человека / Под редакцией А.В. Косицкого.-М.: Медицина, 1985.

13. Нормальная физиология / Под ред. А.В. Коробкова.-М.; Высшая школа, 1980.

14. Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко.-Спб.; 1994.