ТЕМА: Физиологические свойства миокарда (возбудимость, проводимость, сократимость) и их особенности. Гемодинамическая функция сердца.

Отличительная черта сердечной мышцы – поперечная исчерченность, а её основу составляют мышечные клетки – миоциты, связанные между собой фибриллярными белковыми структурами в единые пучки, что позволяет суммировать усилия отдельных кардиомиоцитов. В отличие от скелетной, сердечная мышца построена из клеток или кардиомиоцитов, которые делятся на: сократительные (типичные), проводящие (атипичные)и секреторные.

Основной структурной единицей миокарда является сократительный кардиомиоцит. Клетки соединены между собой в цепочки и образуют структуры, похожие на мышечные волокна. Каждое такое волокно состоит из многих кардиомиоцитов, в области контакта которых образуются «вставочные диски». Как в любой клетке в кардиомиоците имеются те же органеллы: ядро с ядрышком, комплекс Гольджи, центросомы, гранулярная эндоплазматическая сеть, лизосомы, миофибриллы, состоящие из актиновых и миозиновых нитей, а также митохондрии и трубочки агранулярной эндоплазматической системы. В области вставочных дисков контактирующие части клеток образуют пальцевидные выпячивания (десмосомы), где прикрепляются актиновые миофиламенты, обеспечивающие прочные связи клеток, а так же многочисленные щелевидные контакты (нексусы), которые способствуют быстрой передачи импульсов и синхронному сокращению нескольких кардиомиоцитов. Каждая миофибрилла контактирует с саркоплазматическим ретикулумом, что благоприятствует быстрому проникновению ионов Са вглубь миофибрилл.

Проводящие кардиомиоциты входят в состав проводящей системы сердца, секреторные расположены в предсердиях и содержат в цитоплазме секреторные гранулы, богатые гликопротеидами, оказывающими регулирующее влияние на АД (натрийуретический гормон).

Работа кардиомиоцита обеспечивается энергией, образуемой главным образом в митохондриях, в которых происходит окисление различных субстратов. Образующиеся молекулы АТФ расходуются в основном (80 %) для обеспечения сокращения миофибрилл, а 10-15 % АТФ уходит на обеспечение работы мембранных ионных насосов: это и Са- АТФаза, и Nа- К- АТФаза сарколеммы.

Задача сердца: создать и поддерживать постоянную разность давления крови в артериях и венах, что обеспечивает движение крови. При остановке сердца давление в артериях и венах быстро выравнивается и кровообращение прекращается. Наличие клапанов в сердце уподобляет его насосу. Клапаны закрываются автоматически давлением крови и тем самым обеспечивают ток крови в одном направлении.

Цель занятия:

1) знать:

- строение и функции сердца, свойства сердечной мышцы и их отличия от нервной и скелетной ткани;

- особенности сердечной мышцы;

- автоматию сердца и её причины;

- проводящую систему сердца;

- характеристику различных ионных каналов, участвующих в формировании фаз потенциала действия (ПД) сократительных кардиомиоцитов;

- причины медленной диастолической деполяризации (МДД);

- соотношение возбуждения, сокращения и возбудимости в течении кардиоцикла.

2) уметь:

- рисовать части проводящей системы сердца;

- описать структуру сердечного цикла и процессы, происходящие в каждой из фаз, закономерности движения из одного отдела в другой и в сосудистое русло.

Методическое и техническое оснащение занятия:

Основная литература:

1) Физиология человека под редакцией Покровского В.М., Коротько Г.Ф. М.: Медицина, 1998 г.

2) Физиология человека. Курс лекций под редакцией Агаджаняна Н.А., Циркина В.И. Сотис, 1998 г.

3) Физиология. Курс лекций под ред. К.В. Судакова. М.: Медицина, 2000 г.

4) Практикум по нормальной физиологии. Москва. Издательство Российского университета дружбы народов, 1996 г.

5) Задания на самоподготовку к практическим занятиям по нормальной физиологии./ Под ред. Ю.Г. Ткаченко. Курск, 1993 г.

6) Руководство к практическим занятиям по физиологии./ Под ред. К.В. Судакова.- М.: Медицина, 2002 г.

Дополнительная литература:

1) Нормальная физиология: учебное пособие для студ. вузов: в 3-х томах. Частная физиология/ В.Н.Яковлев, И.Э. Есауленко, А.В. Сергиенко и др. Под ред. Яковлева В.Н. – М.: Академия, 2006 г.

2) Физиология человека: Учебник в 3-х томах./ М. Циммерман, В. Ениг, В. Вутке и др. Пер. с англ. Алипова Н.Н. и др. под ред. Костюка П.Г. – 2-е изд. доп., перераб.- М.: Мир,1996 г.

3) Словарь физиологических терминов. / Под ред. О.Г. Газенко. - М., " Наука ", 1987 г.

4) Учебные таблицы, видеофильмы, набор тестов.

Основные вопросы темы, подлежащие тестированию и обсуждению:

1) Строение сердца.

3) Структура сердечной мышцы. Теория «скользящих нитей».

4) Физиологические свойства (автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость) сердечной мышцы.

5) Особенности сердечной мышцы.

6) Изменения возбудимости в различные фазы возбуждения сердца.

7) Причины МДД.

8) Проводящая система сердца.

9) Цикл работы сердца, его фазовый анализ. Давление в полостях сердца при его работе.

10) Систолический и минутный объём крови.

Задания для самостоятельной работы на занятии:

Практическая работа №1

Строение сердца человека

Сердце человека – полый четырёхкамерный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков. Правая и левая половины сердца разделены сплошной перегородкой. Предсердия и желудочки сообщаются через предсердно – желудочковые отверстия, в которых находятся клапаны: трёхстворчатый справа и двустворчатый (митральный, напоминающий по форме митру епископа) - слева. Предсердно – желудочковые клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении по градиенту давления.

Снаружи сердце окружено перикардом. Его наружный фиброзный слой спускается от основания сердца и охватывает его подобно мешку. Внутренний (серозный) слой перикарда образует два листка – висцеральный (покрывает мышцу сердца) и париетальный (прилегает изнутри к фиброзному перикарду). Пространство между листками перикарда представляет собой узкую щель, заполненную жидкостью, облегчающей движения сердца. Изнутри полости сердца выстланы эндокардом. Он состоит из соединительной ткани, покрытой эндотелием, и участвует в формировании створок клапанов. Между перикардом и эндокардом находится средний слой, образованный мышечной тканью, – миокард. Толщина миокарда левого желудочка значительно больше, чем правого. Стенки предсердий тоньше. Чем стенки желудочков.

На внутренней поверхности желудочков находятся мышечные тяжи – сосочковые мышцы. От их верхушек начинаются тонкие сухожильные хорды – струны, которые другим своим концом прикрепляются к нижним краям двустворчатого и трёхстворчатого клапанов. Натяжение сухожильных нитей в момент сокращения желудочков предотвращает выворачивание створок в сторону предсердий.

Цель работы: изучить строение сердца.

Оснащение: обучающие таблицы, схемы, атлас, муляж сердца.

Содержание работы. Пользуясь таблицами и другими средствами наглядного обучения, ознакомьтесь со строением сердца.

Оформление протокола. Зарисуйте схему сердца на поперечном разрезе и отметьте в нём направление движения крови.

Ситуационные задачи для определения конечного уровня знаний студентов:

Задача №1

Какая часть потенциала действия сократительного миокарда отличает его от ПД миоцитов скелетной мышцы? Какая особенность фазовых изменений возбудимости сердечной мышцы при её возбуждении связана с этим?

Задача №2

Какое физиологическое значение имеет длительный абсолютный рефрактерный период клеток рабочего миокарда? Какова его продолжительность в покое?

Задача №3

Как влияет изменение температуры сердца на частоту его сокращений? Почему?

Задача №4

Чем объяснить высокую чувствительность сердечной мышцы к недостатку кислорода по сравнению со скелетной мышцей? Какое это имеет значение для клиники?

Задача №5

Как и почему изменится деятельность сердца при уменьшении концентрации внутриклеточного кальция в миокарде желудочков?

Задача №6

Объясните, почему растяжение сердечной мышцы во время диастолы приводит к усилению её сокращений? Какова роль сократительных белков и ионов кальция в этом процессе?

Задача №7

Как и почему меняется работа сердца, при повышении давления в аорте и каротидном синусе?

Задача №8

Рассчитайте, чему должен быть равен вес сердца новорождённого ребенка весом 4 кг и взрослого весом 70 кг?

Задача №9

Потенциалы, возникающие в клетках автоматизма (сердечные проводящие миоциты) и в клетках рабочего миокарда (сократительные кардиомиоциты), имеют различное происхождение, конфигурацию и функциональное назначение. Объясните, почему клетки автоматизма не способны длительно удерживать свой мембранный потенциал?

Задача №10

При взаимодействии медиатора с соответствующим ему рецептором изменяются ионная проводимость мембраны, ее электрохимическое и функциональное состояния. Объясните, в чем заключается механизм действия ацетихолина и норадреналина на клетки водителя ритма сердца?

ЗАНЯТИЕ №7