- •Гбоу впо вгму
- •Кафедра нормальной физиологии
- •Методические разработки практических занятий по нормальной физиологии для преподавателей
- •Раздел: Физиология сердечно-сосудистой системы
- •Тема 1. Гемодинамическая функция сердца
- •Тема 2: Свойства сердечной мышцы
- •Тема 3. Внешние проявления сердечной деятельности
- •Тема 4: Физиологические основы экг и фкг
- •Тема 5: Регуляция сердечной деятельности. Влияние центробежных нервов на деятельность сердца
- •Тема 6. Рефлекторная и гуморальная регуляция деятельности сердца.
- •Тема 7. Артериальное, венозное давление крови,пульс
- •Тема 8. Регуляция сосудистого тонуса
- •1. Сфигмография.
Тема 1. Гемодинамическая функция сердца
Время: 2 часа.
Мотивационно - воспитательная характеристика темы:
Сердечно-сосудистая система обеспечивает кровоснабжение органов и тканей, транспортируя к ним кислород, метаболиты, гормоны, доставляя СО2из тканей в легкие, а другие продукты метаболизма - в почки, печень и др. органы. Основная функция сердечно-сосудистой системы – транспортная. Эта система жизненно необходима для регуляции гомеостаза. Циркуляцию крови по сердечно-сосудистой системе обеспечивает насосная функция сердца - непрерывная работа миокарда, характеризующаяся чередованием систолы и диастолы. При изучении темы студенты на практике усваивают гемодинамическую функцию сердца, прослеживают связь кровообращения с работой сердца. Знания насосной функции сердца, а также методов ее оценки позволяет выявить состояние этой функции у здоровых и больных людей, определить пути профилактики и принципы лечения сердечной недостаточности.
Учебная цель:
Знать общую морфофункциональную характеристику системы кровообращения и ее роль в поддержании жизнедеятельности организма, усвоить современные представления о гемодинамической функции сердца, изучить фазы сердечного цикла, уметь использовать полученные знания для понимания механизмов функционирования сердца в целом организме при его различных состояниях.
Содержание занятия:
Этапы занятия |
Цель данного этапа |
Время |
1Вводный контроль |
Проверка исходного уровня знаний с помощью тестового контроля |
10 мин |
2.Опрос - беседа |
Разбор темы по предложенным вопросам с коррекцией исходного уровня. |
25 мин. |
3. Самостоятельная работа студентов с консультациями преподавателя |
Закрепление теоретических знаний при выполнении практических заданий, анализ полученных результатов, формулировка выводов, оформление протоколов практических работ. |
45 мин. |
4. Завершающий этап |
Оценка знаний и умений при решении ситуационных задач и проверке протоколов. |
10мин. |
Вопросы для самоподготовки:
Значение кровообращения для организма. Кровообращение как компонент различных функциональных систем, определяющих гомеостаз.
Развитие учения о кровообращении. Основные исторические этапы.
Фазовый анализ сердечного цикла: состояние клапанного аппарата.
Динамика изменения кровяного давления и объема крови в полостях сердца в различные фазы сердечного цикла.
Ударный и минутный объем сердца, систолический резерв, конечно-диастолический объем желудочков и другие гемодинамические показатели.
Особенности структуры и функции сердца плода, новорожденного и пожилых людей.
Домашнее задание:
1. Анатомическое строение сердца человека (полости, клапаны, циркуляция крови).
2. Приносящие и выносящие сосуды сердца.
3. Микроструктура миокарда.
Самостоятельная работа на занятии:
Задание |
Объект |
Программа действия |
Ориентировочные основы действия | |||||
1.Фазовый анализ одиночного цикла деятельности сердца человека |
|
Составьте таблицу гемодинамических показателей сердца по схеме: | ||||||
Фазы сердечного цикла |
период |
длительность |
Давление в полостях |
Состояние клапанов | ||||
предсердия |
желудочки |
полулунные |
атриовентрикулярные | |||||
|
|
|
|
|
|
| ||
2.Определение длительности сердечного цикла у человека по пульсу |
человек |
Пропальпируйте пульс лучевой артерии на запястье у себя или у испытуемого. Через пять минут отдыха в по ложении сидя подсчитайте пульс за 60 с. (ЧСС). Рассчитайте среднюю длительность одного сердечного цикла (ДСЦ) по формуле: ДСЦ = 60: ЧСС/мин. Полученный результат внесите в протокол: ЧСС__________ в 1 мин. ДСЦ-________________ Сделайте вывод: длительность сердечного цикла ________________ _____________________( в норме, укорочена, удлинена). |
У здорового человека во время бодрствования в состоянии функционального покоя ДСЦ составляет в норме 0,67- 1.00 с. У большинства людей ДСЦ увеличивается во время медленного сна, а также у спортсменов, тренирующихся на выносливость, во время бодрствования в состоянии покоя. ДСЦ уменьшается во время физической или эмоциональной нагрузки, у подростков и взрослых, а также у новорожденных и школьников. |
Вопросы для самоконтроля:
1. Направление движения крови в большом и малом кругах кровообращения.
2. Что такое систолический объем сердца? Его величина, от чего зависит?
3. Как определить минутный объем сердца?
4. Периоды систолы и диастолы желудочков.
5. Какому периоду диастолы желудочков соответствует систола предсердий?
Тестовый контроль:
1.Одиночный сердечный цикл складывается из: 1)систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы; 2.из систолы желудочков и общей паузы; 3. из диастолы и общей паузы.
2.Открытие полулунных клапанов происходит в фазы: 1)асинхронного сокращения миокарда желудочков; 2) в начале изометрического сокращения; 3) в начале быстрого изгнания крови из желудочков; 4) медленного изгнания крови из желудочков; 5) в протодиастолический период.
3.Длительность в секундах ( при частоте сердечных сокращений - 75 уд/ мин ) одиночного сердечного цикла, систолы предсердий и желудочков составляет: 1) 0,5; 0,1; 0,30 2) 0,8; 0,1; 0,33 3) 0,7 ; 0,2; 0,40; 4) 0,8; 0,11; 0,29; 5) 0,8; 0,2; 0,47;
4.Минутный объем сердечного выброса в покое равен: 1) 4,5 – 5,0л 2) 3,0 – 3,5л 3) 1,5 – 2 л. 4) 60 – 70 мл. 5) 100 – 150 мл.
5.В какую фазу сердечного цикла кровь поступает в большой и малый круги кровообращения: 1) систолу предсердий; 2) систолу желудочков; 3. диастолу желудочков( в общую паузу)
6.Створчатые клапаны в период общей паузы: 1) закрыты; 2) левый закрыт, правый открыт; 3)открыты; 4) левый открыт, правый закрыт; 5) сначала открыты, потом закрыты.
7.Аортальный клапан открывается при давлении крови в левом желудочке: 1) более 120-130мм.рт.ст. 2) более 70- 80мм.рт.ст. 3) более 25- 30мм.рт.ст. 4) менее 7-10мм.рт.ст. 5) менее 25- 30мм.рт.ст.
8.Протодиастолический период- это: 1) время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов. 2) время сокращения предсердий ; 3) время изгнания крови из желудочков; 4) время изгнания крови и предсердий; 5) время от начала до конца расслабления желудочков.
9.Кто открыл большой и малый круги кровообращения?
10.Откуда берет начало большой круг кровообращения: 1) из левого желудочка 2) из левого предсердия; 3) из левого желудочка и предсердия; 4) из правого желудочка.
Ответы: 1 – 1; 2 – 3; 3 – 2; 4 – 1; 5 – 2; 6 – 3; 7 – 2; 8 -1; 9 – Гарвей; 10 - 1
Ситуационные задачи:
1.Систолический выброс крови равен 75 мл, частота сердечных сокращений составляет 65 уд/мин. Чему равен минутный объем крови?
2.Сердце за 2минуты выбросило в кровоток 4900 мл крови, частота его сокращений равнялась 70 уд/мин. Какое количество крови выбрасывается в кровоток за 1 систолу
3.Тренировочная нагрузка в виде бега на дистанцию 800м выполнялась двумя здоровыми мужчинами. Один из них был спортсменом, другой спортом не занимался. За счёт изменяется минутный минутный объём сердца (МОС) у спортсмена и слабо физически тренированного человека?
Ответы: 1 - (75 х 65 = 4875 мл.); 2 - ( 4900 : 2 / 70 =35 мл); 3 - Минутный объём сердца у спортсмена увеличивается преимущественно за счёт возрастания сердечного выброса при незначительном изменении частоты сердечных сокращений. У слабо тренированного в физическом отношении человека из-за увеличения частоты пульса до определённого предела при малом увеличении или даже уменьшении сердечного выброса.
Краткое теоретическое содержание темы:
Кровоснабжение – физиологическая система, осуществляющая перемещение крови в кровеносной системе, что обеспечивает обмен веществ в органах и тканях организма.
Основные исторические этапы:
1. Ациркуляторная теория К. Гален (IIв. н.э.): кровь образуется в печени, поступает в сердце, из него в органы, где потребляется.
2. Циркуляторная теория У. Гарвей (1628)
3. Открытие капиллярного кровообращения (Ж. Мальпиги, 1661)
4. Открытие законов гидродинамики (Д. Бернулли, 1738; Ж. Пуазейль 1840)
5. Открытие сосудо-двигательного центра (Ф. Овсянников, 1871)
6. Выяснение газотранспортной функции крови (И.М.Сеченов.1891)
7. Изобретение аппарата искусственного кровообращения (С.С. Брюханенко, 1923)
Основные компоненты системы кровообращения:
Сердце, сосуды большого и малого круга кровообращения, кровь, аппарат нейро-гуморальной регуляции.
Основные функции системы кровообращения:
1-транспортная (трофическая и выделительная) 2-регуляторная 3-иммунная 4-афферентная 5-терморегуляторная. Кровообращение как интегрирующая система участвует в формировании целостности организма. Циркуляцию крови по сердечно-сосудистой системе обеспечивает насосная функция сердца - непрерывная работа миокарда, характеризующаяся чередованием систолы (сокращение) и диастолы (расслабление) предсердий и желудочков и общей паузы.
Сердце как компонент системы кровообращения:
1.Структура сердца
Масса 300 г.
Камеры сердца: предсердия и желудочки осуществляют поток крови
Клапаны сердца: створчатые (двустворчатый, трехстворчатый); полулунные (аортальный, пульмональный) определяют направление потока крови.
Сократительные (рабочие) кардиомиоциты составляют 99% массы миокарда, обладают возбудимостью, проводимостью, сократимостью.
Проводящие (атипичные) кардиомиоциты обладают автоматией, формируют проводящую систему сердца. Клетки узлов проводящей системы: Р-клетки (водители ритма); переходные клетки расположены в периферической части узлов, проводят ПД от Р-клеток к клеткам проводящих путей и рабочим кардиомиоцитам. Клетки проводящих путей (пучок Гисса, его ножки, волокна Пуркинье, межузловые пути).
Секреторные кардиомиоциты расположены в предсердиях и выполняют эндокринную функцию.
Межклеточные контакты хорошо выражены в области вставочных дисков; функциональную связь во вставочных дисках создают щелевые контакты (нексусы), механическую связь в области вставочных дисков создают десмосомы и промежуточные контакты, с помощью вставочных дисков кардиомиоциты образуют мышечные волокна.
Схема сердечного цикла
Предсердия Желудочки
0,1 с |
0,1 с
|
0.7 с |
0,33 с
|
0,37 с
|
Полые и легочные вены
|
|
- направление потока крови
1.Систола предсердий (0,1с; зубец Р на ЭКГ)
Сокращение миокарда начинается с зоны СА-узла, что .блокирует поступление крови из полых вен в предсердия.
Сокращение стенок предсердий создает IVтон сердца.
Давление увеличивается с 0 до 5 мм рт.ст. в правом предсердии, с 5 до 12мм.рт.ст. в левом.
Состояние клапанов: створчатые открыты, полулунные закрыты.
Гемодинамика: в желудочки переходит последняя порция (~30 мл.) крови, а основное количество ( 80-90 мл.) уже находятся в желудочках к моменту систолы предсердий.
Остальное время цикла (0,7 с) предсердия находятся в диастоле и заполняются кровью.
2.Систола желудочков (0,33 с, зубцы Q, R, S, T на ЭКГ)
А. Период напряжения (0,08 с):
а) фаза асинхронного сокращения(0,05 с)
давление в желудочках не меняется и равно диастолическому (~ 0 в правом, ~5 мм рт.ст. в левом);
состояние клапанов:в начале фазы створчатые открыты, полулунные закрыты;
внутрижелудочковая гемодинамика отсутствует;
б)фаза изометрического сокращения ( 0,03 с):
давление в желудочках быстро растёт :в левом желудочке до 70-80 мм рт.ст., в правом до 10-15ммрт.ст.;
состояние клапанов: створчатые закрываются, полулунные закрыты;
вибрация створчатых клапанов и напряжение миокарда желудочков формируют 1(систолический) тон;
внутрижелудочковая гемодинамика отсутствует.
В) Период изгнания крови:
а)фаза быстрого изгнания (0,12с):
Давление в левом желудочке 120-130ммрт.ст., в правом до 20-25ммрт.ст. (пик АД достигается в конце фазы);
состояние клапанов: створчатые клапаны закрыты, полулунные открыты;
гемодинамика: происходит выброс крови (2/3 систолического объема) в аорту и легочный ствол (максимальный систолический поток на аортальном клапане около 1/5 м/сек); кровь поступает в предсердия;
б)фаза медленного изгнания (0,13с):
давление в левом желудочке 100-110 мм рт.ст., в правом - до 20-25ммрт.ст.;
состояние клапанов: створчатые закрыты, полулунные открыты;
гемодинамика: происходит выброс крови (около 1/3 систолического объёма) в аорту и легочный ствол; кровь поступает в предсердия;
конечносистолический объём желудочков равен примерно 60мл.
Систолическую функцию желудочков характеризуют фракция выброса, которая в норме составляет 55-70% конечнодиастолического объёма крови, и фракция укорочения- разница между конечнодиастолическим и конечносистолическим размерами желудочка, выраженная в % к конечнодиастолическому размеру ( норма более 30%)Таким образом, полезным результатом систолы желудочков является выброс крови в большой (из левого желудочка) и малый( из правого желудочка) круги кровообращения.
3.Диастола желудочков(0,47с, сегмент T – P на ЭКГ).
А)Период расслабления (0,12с):
а)протодиастолическая фаза(0,04с)
интервал времени между прекращением изгнания крови и захлопыванием полулунных клапанов;
давление в желудочках несколько меньше давления в аорте и легочном стволе;
состояние клапанов: створчатые закрыты, полулунные закрываются;
вибрация полулунных клапанов формирует II(диастолический) тон;
б)фаза изометрического расслабления (0,08 с):
давление в обоих желудочках быстро падает почти до 0 мм рт.ст.;
состояние клапанов: створчатые закрыты, полулунные закрыты.
В) Период наполнения желудочков кровью (0,35 с);
а)фаза быстрого наполнения (0,08 с) связана с повышением объема и давления крови в предсердиях во время предшествующей систолы желудочков:
давление в правом желудочке около 0ммрт.ст., в левом примерно 5мм рт.ст.;
состояние клапанов: створчатые открыты, полулунные закрыты;
гемодинамика: желудочки быстро наполняются кровью (до 70% объёма ) (максимальный диастолический поток на митральном клапане составляет 100см/сек);
вибрация стенок желудочков формирует IIIтон;
б)фаза медленного наполнения (0,17с):
давление в правом желудочке составляет около 0мм рт.ст., в левом примерно 5мм рт.ст.;
состояние клапанов: створчатые открыты, полулунные закрыты;
гемодинамика: уменьшается скорость наполнения желудочков кровью;
в)фаза наполнения желудочков, обусловленная систолой предсердий( пресистолический период диастолы желудочков). Таким образом, 0,37 сек диастолы желудочков совпадает с диастолой предсердий, что называется общей паузой, а 0,1 сек (пресистолический период диастолы желудочков) совпадает с систолой предсердий.Полезный результат диастолы желудочков- наполнение желудочков кровью, которое осуществляется пассивно в общую паузу (0,25сек) и активно- в систолу предсердий (0,1сек): в результате систолы предсердий поступает примерно 30мл крови; конечнодиастолический объём желудочков составляет 120-130 мл.
Энергетическое обеспечение нагнетательной функции сердца:
1. Основные матаболиты, в равных долях используемые сердцем для синтеза АТФ. – жирные кислоты, глюкоза, лактат.
2. Основные пути образования АТФ - окислительное фосфорилирование (самый мощный); гликолиз (устойчив к гипоксии); использование креатинфосфата (самый быстрый).
3. Основные пути использования АТФ: процесс сокращения (70%); транспорт Са (15%); работа KNa-насоса (5%); процесс синтеза (10%)
Методы исследования и количественная оценка нагнетательной функции сердца:
1. Систолический объём крови (СО). Объём крови, который сердце выбрасывает в аорту и легочный ствол за один сердечный цикл (50-70 мл) называется систолическим.
Зависимость от ЧСС: при её увеличении до 145 сокращений в мин заметного снижения наполнения сердца и СО не происходит; при более высоком ритме СО снижается.
Зависимость от конечного систолического( объем крови, который остаётся в желудочках после её изгнания в систолу) и конечно-диастолического (объем крови в желудочках в конце диастолы) объёмов: увеличение конечнодиастолического и уменьшение конечносистолического объёмов крови приводит к увеличению СО.
Влияние на СО пола ( у мужчин он больше примерно на 10%, чем у женщин) и положения тела в пронстранстве: переход в горизонтальное положение увеличивает СО за счет увеличения притока крови к сердцу.
Функциональный резерв сердца по этому показателю двукратный.
2. Минутный объём крови(МОК)- количество крови, которое выбрасывает сердце в аорту (или легочный ствол ) за 1мин (в среднем 5л/мин) :
Существует прямо пропорциональная зависимость от СО крови и ЧСС
Функциональный резерв по МОК шестикратный.
Влияние возраста и пола на функциональные резервы по МОК: у мужчин выше,чем у женщин; снижается у пожилых и старых людей .
Систолический и минутный объёмы крови правого и левого желудочков сердца строго согласованы и одинаковы ( возникающие рассогласования ликвидируются в течение нескольких циклов).
3. Методы определения МОК.
а) Метод Фика – определяют поступивший за минуту в организм кислород и его атриовенозную разницу: МОК = Поступивший в течение 1 мин кислород/Атриовенозная разница по кислороду.
б) Метод разведения основан на записи кривой разведения различных индикаторов
(красителей, радиоактивных изотопов и др.) введенных в вену или полость сердца.
в)Интегральная реография, ультразвуковое исследование сердца.
Профильный материал для студентов:
1.Антенатальный период.
Нагнетательная функция: правые предсердие и желудочек непосредственно участвуют в гемодинамике большого круга кровообращения за счет овального отверстия между аортой и легочным стволом; в правом желудочке высокое давление крови; величина СО в последней трети внутриутробного периода составляет 1-3 мл; минутного объёма-150-450мл; ЧСС- 140-130 уд/мин;
2.Последующие возрастные периоды. Функциональные особенности сердца: уменьшается ЧСС и увеличивается длительность сердечного цикла за счет удлинения диастолы с возрастом; увеличивается систолический и минутный объём сердца; увеличивается давление крови в левом желудочке и снижается в правом;
3. Изменение нагнетательной функции сердца при старении: уменьшается минутный и ударный объёмы на 25% и снижается функциональный резерв сердца по МОК; возрастает работа желудочков в расчёте на 1 л выбрасываемой крови; при нагрузках увеличивается период вырабатывания сердца и затягивается восстановительный период.
Основная литература:
1. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. А.В, Завьялова. В.М. Смирнова.- М.: «Медпресс-информ», 2009
2. Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 1998, 2003
3. Физиология человека. Учебник./ Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.-СП.: СОТИС, 1998, 2000, 2001, 2002
4. Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Смирнова. М.: Медицина, 2002
5. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. Р.С. Орлова, А.Д. Н Орлова. М. Издателькая группа «ГЭОТАР-Медиа», 2005
6. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред.В.Н. Яковлева. М.: Издательский центр «Академия», 2006
7. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. М.: Издательский центр «Академия», 2005
Дополнительная литература:
1. Основы физиологии человека / Под.ред. Б.И. Ткаченко, СПб, 1994
2 Физиология человека. Учебник./ Под ред. Г.И. Косицкого, М.: Медицина, 1985
3. Физиология человека. Учебник./ Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. М.: Мир, 1996 Т.3
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. К.В.Судакова М.: Медицина, 2002