Сердечно-сосудистая система

(пять занятий)

Занятие 1-е

ЦИКЛ РАБОТЫ СЕРДЦА. СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ

1. Нарисуйте общую схему сердечно-сосудистой системы, обозначьте ее основные звенья.

1 – легкие – малый круг кровообращения; 2 – все органы – большой круг кровообращения; ЛА и ЛВ – легочные артерия и вены соответственно; ЛП, ПП, ЛЖ, ПЖ – левые и правые предсердия и желудочки соответственно.

2. Каково функциональное значение предсердий и желудочков?

Предсердия являются резервуаром, собирающим кровь во время систолы желудочков, и осуществляют дополнительное наполнение кровью желудочков в конце их диастолы; желудочки выполняют функцию насоса, нагнетающего кровь в артерии.

3. Назовите клапаны сердца и другие структуры, аналогичные им по функции, укажите их локализацию и функцию.

Два атриовентрикулярных клапана – между предсердиями и желудочками; два полулунных клапана – между желудочками и артериальными стволами (аорта и легочный ствол);кольцевая мускулатура (мышечные жомы, или сфинктеры) – в области впадения вен в предсердия. Обеспечивают односторонний ток крови.

4. К чему прикрепляются сухожильные нити атриовентрикулярных клапанов, каково их функциональное значение?

К верхушкам сосочковых мышц желудочков. При сокращении мышц сухожильные нити натягиваются и удерживают атриовентрикулярные клапаны, препятствуя их выворачиванию в полость предсердий во время систолы желудочков.

5. Как называют артерии, снабжающие кровью сердце? Откуда они отходят? По каким путям и куда оттекает кровь от миокарда?

Коронарные артерии. Отходят от аорты на уровне верхнего края полулунных клапанов. По венам сердца – в коронарный синус, из передних вен и синуса сердца – в правое предсердие; через систему вен Вьессена – Тебезия часть крови поступает во все полости сердца.

6. Из каких трех фаз состоит сердечный цикл? Представьте их в виде схемы, укажите продолжительность при частоте сердечных сокращений 75 уд/мин.

Систола предсердий, систола желудочков и общая пауза сердца.

7. Поступает ли кровь из предсердий во время их систолы в полые и легочные вены? Почему?

Не поступает, так как систола предсердий начинается с сокращения сфинктеров магистральных вен, что препятствует обратному току крови в них из предсердий.

8. Из каких двух периодов состоит систола желудочков и какова их продолжительность? В каком состоянии находятся клапаны сердца и сфинктеры устьев магистральных вен в конце систолы предсердий?

Из периода напряжения (0,08 с) и периода изгнания (0,25 с). Полулунные клапаны закрыты, сфинктеры сокращены, атриовентрикулярные клапаны открыты.

9. Из каких двух фаз состоит период напряжения желудочков, какова их продолжительность?

Из фазы асинхронного сокращения (0, 05 с) и фазы изометрического (изоволюмического) сокращения (0, 03 с).

10. Что называют фазой асинхронного сокращения миокарда желудочков? Укажите, в каком состоянии находятся клапаны сердца и сфинктеры устьев магистральных вен после завершения этой фазы (в начале фазы изометрического сокращения).

Интервал от начала сокращения желудочков, когда еще не все клетки сократительного миокарда охвачены возбуждением, до закрытия атриовентрикулярных клапанов. Полулунные и атриовентрикулярные клапаны закрыты, сфинктеры расслаблены.

11. Что называют фазой изометрического (изоволюмического) сокращения желудочков? Как изменяется в течение этой фазы давление в полостях желудочков? В каком состоянии находятся клапаны сердца и сфинктеры устьев магистральных вен в течение этой фазы?

Фаза сокращения, при которой размеры (объем) желудочков не меняются, но резко растет напряжение миокарда и давление в полостях желудочков. Атриовентрикулярные и полулунные клапаны закрыты, сфинктеры расслаблены.

12. Какая сила обеспечивает открытие полулунных клапанов при систоле желудочков? Укажите, каких величин достигает давление в правом и левом желудочках к моменту начала периода изгнания в покое?

Градиент давления. В желудочках давление поднимается чуть выше диастолического давления в аорте и легочной артерии (60 – 80 и 10 – 12 мм рт. ст. соответственно).

13. В каком состоянии находятся клапаны сердца и сфинктеры устьев магистральных вен в течение периода изгнания крови из желудочков? Каких максимальных величин достигает давление в этот период в правом и левом желудочках у людей в покое?

Атриовентрикулярные клапаны закрыты, полулунные открыты, сфинктеры расслаблены. 25 – 30 и 120 – 130 мм рт. ст., соответственно.

14. Из каких двух фаз складывается период изгнания крови из желудочков? Какова их продолжительность? Что происходит с давлением в желудочках сердца в течение каждой из этих фаз?

Из фазы быстрого (0,12 с) и фазы медленного (0,13с) изгнания. В течение фазы быстрого изгнания давление повышается до максимального систолического, в течение фазы медленного изгнания несколько снижается, оставаясь все же выше, чем в аорте или легочном стволе.

15. Из каких двух периодов состоит диастола желудочков, какова их продолжительность? До какой минимальной величины падает давление в обоих желудочках во время диастолы?

Период расслабления (0,12 с) и период наполнения (0,35 с). До 0 мм рт. ст.

16. На какие фазы подразделяется период расслабления диастолы желудочков? Какова их продолжительность?

Протодиастолическая фаза (0,04 с) и фаза изометрического (изоволюмического) расслабления (0,08 с).

17. Что называют протодиастолической фазой диастолы желудочков? Какова причина захлопывания полулунных клапанов?

Интервал от начала расслабления желудочков до момента захлопывания полулунных клапанов. Обратное движение крови в сторону желудочков вследствие уменьшения давления в них.

18. Что называют фазой изометрического (изоволюмического) расслабления желудочков? Как изменяется при этом напряжение миокарда и давление в полостях желудочков? В каком состоянии находятся атриовентрикулярные и полулунные клапаны и сфинктеры устьев магистральных вен в течение этой фазы?

Фаза расслабления, при которой размеры (объем) желудочков не меняются, но напряжение миокарда и давление в полостях желудочков падает. Атриовентрикулярные и полулунные клапаны закрыты. Сфинктеры расслаблены.

19. Назовите фазы периода наполнения желудочков и их продолжительность. В каком состоянии находятся полулунные и атриовентрикулярные клапаны и сфинктеры устьев магистральных вен в течение всего периода наполнения?

Фаза быстрого наполнения (0,08 с), фаза медленного наполнения (0,17 с), пресистола (0,1 с). Полулунные клапаны закрыты, атриовентрикулярные открыты, сфинктеры расслаблены.

20. С какой фазой сердечного цикла совпадает конец диастолы желудочков? Какой вклад (в процентах) вносит эта фаза в наполнение желудочков кровью?

С систолой предсердий. Осуществляется дополнительное поступление крови в желудочки. Обычно 8 – 15%, максимально до 30%.

21. Что называют конечно-диастолическим и конечно-систолическим объемами сердца? Какова их величина (в мл) в покое?

Объем крови в желудочках сердца к концу их диастолы (130 – 140 мл) и к концу систолы (60 – 70 мл).

22. Что называют систолическим (ударным) выбросом сердца? Какова его величина в покое?

Количество крови, изгоняемой сердцем в аорту (или легочную артерию) за одну систолу. 65 – 85 мл.

23. Что называют индексом (фракцией) выброса сердца? Какое свойство сердечной мышцы характеризует этот показатель и чему он равен в покое?

Отношение систолического выброса сердца к его конечно-диастолическому объему. Сократимость (инотропное состояние) сердечной мышцы. 50 – 70% .

24. Что называют остаточным объемом крови в сердце? Какова его величина (в мл и в процентах от конечно-диастолического объема) в норме?

Объем крови, остающейся в желудочках сердца после максимального систолического выброса. Примерно 20 – 30 мл, или 15 – 20% от конечно-диастолического объема.

25. Что называют минутным объемом крови? Что называют сердечным индексом? Укажите величину этих показателей в покое.

Количество крови, изгоняемой сердцем в аорту в 1 мин (МОК) 4 – 5 л. Отношение МОК к площади поверхности тела, 3 – 4 л/мин/м².

26. Нарисуйте схему потенциала действия одиночной клетки сократительного (рабочего) миокарда. Обозначьте его фазы. Укажите на схеме преобладающие ионные токи, ответственные за различные его фазы.

0 – фаза деполяризации и инверсии;

1 – быстрая начальная реполяризация;

2– медленная реполяризация (плато);

3 – конечная быстрая реполяризация.

27. Какая часть ПД клетки сократительного миокарда резко отличает его от ПД миоцитов скелетной мышцы? Какая особенность фазовых изменений возбудимости сердечной мышцы при ее возбуждении связана с этим?

Фаза реполяризации. Медленная ее часть -"плато" обеспечивает длительный рефрактерный период сердечной мышцы при ее возбуждении.

28. Кто и в каком опыте открыл явление рефрактерности в сердечной мышце? Опишите кратко суть опыта.

Марей, в опыте с нанесением дополнительных раздражений на желудочек ритмично работающего сердца лягушки, которое не отвечало дополнительным сокращением, если раздражение наносилось в период систолы.

29. Сопоставьте на одной схеме потенциал действия одиночной клетки сократительного миокарда, соответствующие ему фазовые изменения возбудимости и цикл одиночного сокращения рабочего кардиомиоцита.

1 – потенциал действия клетки рабочего миокарда; 2 – фазовые изменения возбудимости при ее возбуждении; 3 – сокращение кардиомиоцита; N – исходный уровень возбудимости (в покое).

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

Предотвращает возникновение тетанического сокращения, что важно для обеспечения насосной функции сердца; 0,27 с (при частоте сокращений сердца 75 уд/мин).

31. Что называют экстрасистолой? В фазу укорочения или расслабления миокарда должен действовать раздражитель, чтобы вызвать экстрасистолу в эксперименте? Почему?

Внеочередное сокращение сердца. В фазу расслабления, так как в фазу укорочения сердечная мышца невозбудима (по времени эта фаза совпадает с абсолютной рефрактерной фазой).

32. Что называют желудочковой экстрасистолой? Укажите ее характерную особенность.

Внеочередное сокращение желудочков сердца, возникающее при генерации дополнительного возбуждения в миокарде желудочков. После желудочковой экстрасистолы возникает компенсаторная пауза.

33. Объясните происхождение компенсаторной паузы при желудочковой экстрасистоле.

Выпадает очередной (после экстрасистолы) сердечный цикл, так как импульс из синоатриального узла приходит к желудочку в фазу его рефрактерности, обусловленной экстрасистолой.

34. Что называют предсердной (синусовой) экстрасистолой? Укажите ее характерную особенность.

Внеочередное сокращение сердца, возникающее при генерации дополнительного импульса возбуждения в области синоатриального узла. После синусовой экстрасистолы нет компенсаторной паузы.

35. Чем принципиально отличается проведение возбуждения в сердечной мышце от проведения возбуждения в скелетной мышце? Какова скорость распространения возбуждения по сократительному миокарду предсердий и желудочков? Сравните с таковой скелетной мышцы.

В сердечной мышце диффузный характер распространения возбуждения. Скорость проведения ниже, чем в скелетной (около 1 м/с).

36. Какая структурно-функциональная особенность миокарда обеспечивает возможность диффузного распространения возбуждения по нему? Как называют сердечную мышцу в этой связи?

Наличие нексусов – межклеточных контактов с низким сопротивлением (высокой проводимостью). Функциональным (электрическим) синцитием.

37. Какое значение для деятельности сердца имеет диффузное распространение возбуждения в миокарде?

Обеспечивает возможность синхронного возбуждения и, следовательно, сокращения всех кардиомиоцитов в систолу согласно закону "все или ничего".

38. Перечислите основные отличия процесса сокращения сердечной мышцы от процесса сокращения скелетной мышцы.

Сердечная мышца не сокращается тетанически, подчиняется закону "все или ничего", период сокращения сердечной мышцы более длительный.

39. Сформулируйте закон "все или ничего" для сердечной мышцы. Кем он был открыт?

Сердечная мышца либо не отвечает на раздражение, если оно слабее порогового, либо сокращается максимально, если раздражение пороговое или сверхпороговое. Открыт Боудичем.

40. Что называют автоматией сердца? Как доказать ее наличие?

Способность сердца сокращаться под действием импульсов, возникающих в нем самом. Изолированное из организма сердце продолжает ритмично сокращаться (если обеспечено адекватное снабжение миокарда питательными веществами и кислородом).

41. Между какими отделами сердца лягушки и с какой целью накладывают 1-ю лигатуру в опыте Станниуса? Как изменяется при этом работа сердца? Сделайте вывод.

Между предсердиями и венозным синусом для изоляции последнего. Венозный синус продолжает сокращаться с прежней частотой, а предсердия и желудочек останавливаются. Водитель ритма сердца лягушки находится в венозном синусе.

42. Между какими отделами сердца лягушки и с какой целью накладывают 2-ю лигатуру в опыте Станниуса? Как изменяется работа сердца при этом? Сделайте вывод.

Между предсердиями и желудочком сердца для раздражения области атриовентрикулярного соединения. Желудочек возобновляет сокращения, но с меньшей частотой, чем венозный синус. В области атриовентрикулярного соединения имеется латентный (потенциальный) водитель ритма, или водитель ритма 2-го порядка.

43. Куда и с какой целью накладывают 3-ю лигатуру в опыте Станниуса на сердце лягушки ? Как изменится работа сердца после ее наложения? Сделайте вывод.

На уровне нижней трети желудочка с целью изоляции его верхушки. Последняя перестает сокращаться. В верхушке желудочка сердца лягушки нет водителя ритма.

44. Перечислите основные выводы, вытекающие из опыта Станниуса.

Водитель ритма сердца лягушки находится в венозном синусе; имеется потенциальный (латентный) водитель ритма в области атриовентрикулярного соединения; верхушка желудочка сердца лягушки автоматией не обладает;существует убывающий градиент автоматии от основания сердца (области венозного синуса) к его верхушке.

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

При нагревании сердца частота сердечных сокращений возрастает, при охлаждении – снижается, так как соответственно меняется степень автоматии водителя ритма вследствие изменения интенсивности метаболизма.

46. Как влияет на частоту сердечных сокращений сердца лягушки изолированное нагревание области венозного синуса в опыте Гаскела? Атриовентрикулярной области? Сделайте вывод.

Изолированное нагревание венозного синуса ведет к учащению сердечных сокращений. При нагревании только атриовентрикулярной области частота сокращений сердца не меняется. Водитель ритма сердца лягушки находится в венозном синусе.

47. Как называют ткань, образующую проводящую систему сердца? Какое свойство клеток этой ткани обеспечивает автоматию сердца?

Атипическая мышечная ткань. Способность к спонтанной генерации возбуждения в связи с наличием медленной деполяризации ее клеток в фазу диастолы сердца.

48. Нарисуйте схему проводящей системы сердца. Укажите, из каких отделов она состоит.

49. Какой узел проводящей системы сердца теплокровных животных является водителем ритма 1 порядка? Как называется этот узел по имени авторов, его открывших? Где он располагается?

Синоатриальный узел (Кис – Флака). Расположен в устье полых вен под эпикардом правого предсердия.

50. В чем основное различие между истинным и потенциальными (латентными) водителями ритма сердца? В каких условиях выявляется активность потенциальных водителей ритма сердца?

Истинный водитель ритма сердца генерирует импульсы с большей частотой, чем потенциальные (латентные) водители ритма, навязывая им более высокий ритм возбуждения. Латентные водители реализуют собственную автоматическую активность только в отсутствие импульсов, исходящих от истинного водителя ритма.

51. Где расположен атриовентрикулярный узел, как он называется по авторам, его открывшим? Какое значение для деятельности сердца имеет присущая этому узлу способность к автоматической активности?

В нижней части межпредсердной перегородки, под эндокардом правого предсердия (узел Ашоффа Тавара). Является латентным (потенциальным) водителем ритма сердца.

52. Опишите последовательность распространения возбуждения по сердцу.

Возбуждение возникает в синоатриальном узле, распространяется по проводящей системе и сократительному миокарду предсердий, атриовентрикулярному узлу, пучку Гиса, его ножкам, волокнам Пуркинье и сократительному миокарду желудочков.

53. С какой скоростью распространяется возбуждение по атриовентрикулярному узлу? Какое значение для сократительной деятельности сердца это имеет?

С очень низкой скоростью – 0, 02 – 0, 05 м/с. Обеспечивает последовательность сокращений предсердий и желудочков в связи с замедленным проведением возбуждения.

54. С какой скоростью распространяется возбуждение по пучку Гиса и волокнам Пуркинье? Какое значение это имеет для сократительной деятельности сердца?

С высокой скоростью, равной примерно 2 – 4 м/сек. Обеспечивает синхронное возбуждение (и сокращение) клеток сократительного миокарда желудочков, что повышает мощность сердца и эффективность его нагнетательной функции.

55. Какова средняя частота сокращений сердца человека, если водителем ритма является синоатриальный узел, атриовентрикулярный узел, пучок Гиса, волокна Пуркинье? Какую особенность автоматической деятельности сердца отражают изменения частоты сердечных сокращений при этом?

70 – 50 – 40 – 20 уд/мин соответственно. Наличие убывающего градиента автоматии в проводящей системе сердца человека в направлении от предсердий к желудочкам.

56. Какие основные особенности структуры и функции проводящей системы сердца обеспечивают последовательное сокращение предсердий и желудочков?

Локализация водителя ритма в синоатриальном узле;задержка проведения возбуждения в атриовентрикулярном узле.

57. Назовите основные особенности мембранного потенциала клеток водителя ритма сердца (по сравнению с мембранным потенциалом клеток сократительного миокарда).

Низкий уровень мембранного потенциала (на 20 – 30 мВ ниже, чем в рабочих кардиомиоцитах), наличие медленной спонтанной диастолической деполяризации.

58. Назовите основные особенности потенциала действия клетки-водителя ритма сердца (по сравнению с потенциалом действия клеток сократительного миокарда). Изобразите схему потенциала действия клетки-водителя ритма сердца.

Амплитуда ПД небольшая (60 – 70 мВ), фаза деполяризации связана с входящим током ионов Nа⁺ и Са²⁺ по медленным управляемым каналам (а не быстрым Nа⁺ каналам, как в сократительном миокарде), отсутствует фаза плато в период реполяризации.

59. Каково значение проводящей системы для работы сердца?

Обеспечивает автоматию сердца, последовательность сокращений предсердий и желудочков, синхронность сокращения клеток рабочего миокарда.

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

Энергетическое обеспечение сердечной мышцы, в отличие от скелетной, осуществляется, главным образом, за счет аэробного окисления углеводов и жирных кислот; анаэробный гликолиз играет меньшую роль, чем в скелетной мышце. В связи с этим сердечная мышца более чувствительна к недостатку О₂.

1. В какие сроки внутриутробного развития начинается формирование сердечно-сосудистой системы? Когда заканчивается этот процесс? Как может повлиять на систему кровообращения действие вредных факторов на плод в этот период?

Начинается на 3-ей неделе, заканчивается на 3-ем месяце. Возможно развитие врожденных пороков сердца.

2. В какие сроки внутриутробного развития начинает функционировать проводящая система сердца? Как это проявляется?

В эмбриональном периоде, на 22 – 23-й день внутриутробной жизни, еще до появления иннервации сердца. Появляются слабые и неритмичные сокращения сердца.

3. Какой элемент проводящей системы сердца в эмбриогенезе начинает функционировать первым и почему? Какова частота сердечных сокращений в эмбриональном периоде?

Атриовентрикулярный узел, так как он формируется первым из элементов проводящей системы, а синусный узел к этому моменту еще не сформирован. 15 – 35 уд/мин.

4. Назовите две основные особенности кровообращения у плода. С чем они связаны?

1) Малый круг кровообращения не функционирует из-за отсутствия легочного дыхания и связанного с этим спазма легочных сосудов. 2) Из обоих желудочков кровь попадает в аорту через артериальный проток и овальное окно.

5. Чему равна масса сердца новорожденного (в % от массы тела)? Сравните с нормой взрослого. Какая особенность кровоснабжения сердца плода способствует высокому темпу роста его сердца?

0,8% массы тела (у взрослого 0,4%). Сердце плода (наряду с печенью и головой) получает кровь более богатую кислородом, чем другие органы и ткани.

6. Какие основные изменения и почему происходят в системе кровообращения при рождении ребенка?

В связи с включением легочного дыхания начинает функционировать малый круг кровообращения, происходит функциональное закрытие овального окна и артериального (боталлова) протока, в результате кровь проходит последовательно через малый и большой круги кровообращения.

7. Каковы особенности расположения сердца, соотношения массы желудочков, ширины аорты и легочной артерии у новорожденного?

Поперечное положение сердца в грудной клетке; массы правого и левого желудочков примерно равны; легочная артерия шире аорты.

8. Когда происходит и с чем связано функциональное закрытие (спазм) артериального протока у ребенка?

Через несколько часов после рождения в связи с возникновением легочного дыхания и увеличением оксигенации крови, что ведет к резкому повышению тонуса гладкой мускулатуры протока.

9. Когда происходит и с чем связано функциональное закрытие овального окна в сердце человека?

Сразу после рождения в связи с подъемом давления в левом предсердии и закрытием овального окна клапанной заслонкой.

10. В какие сроки после рождения ребенка происходит анатомическое закрытие (заращение) артериального протока и овального окна?

Анатомическое закрытие (заращение) артериального протока – к 3 – 4 месяцам жизни (у 1% детей – к концу 1 года). Заращение овального окна – в возрасте 5 – 7 месяцев.

11. В какие возрастные периоды наблюдается наиболее интенсивный рост сердца? Увеличение массы какого отдела преобладает в процессе роста сердца у ребенка, почему?

В период внутриутробного развития, грудного возраста и в период полового созревания. Массы левого желудочка в связи с большей нагрузкой на него.

12. Каково соотношение массы левого и правого желудочков у новорожденного ребенка, в возрасте 1 года и у взрослого человека? Чем объясняется различие? К какому возрасту сердце ребенка приобретает основные структурные черты сердца взрослого человека?

У новорожденного 1:1, в возрасте 1 года – 2, 5:1, у взрослого 3, 5:1. Тем, что у плода нагрузки на левый и правый желудочки примерно равны, а в постнатальном периоде нагрузка на левый желудочек значительно превосходит нагрузку на правый желудочек. К 7 годам.

13. Как изменяется частота сердечных сокращений с возрастом, чему она равна у новорожденного ребенка, в возрасте 1 года и 7 лет? За счет какой фазы сердечного цикла меняется его продолжительность с возрастом?

Постепенно уменьшается; 140, 120 и 85 уд/мин соответственно. За счет удлинения диастолы.

14. Чему равен минутный объем крови у новорожденного ребенка, в возрасте 1 года, 10 лет и у взрослого? Сравните величины относительного минутного объема крови (мл/кг) у новорожденного и у взрослого. С чем связано различие?

0, 5 л; 1, 3 л; 3, 5 л; 5л соответственно. Относительный минутный объем – 150 мл/кг и 70 мл/кг массы тела, соответственно. Связано с более высокой интенсивностью обменных процессов в организме ребенка по сравнению со взрослыми.

15. Чему равно в норме максимальное давление в левом и правом желудочках сердца у плода, новорожденного, у ребенка в возрасте 1 года и у взрослого человека?

В левом желудочке: 60, 70, 90, 120 мм рт.ст., в правом: 70, 50, 15, 25 мм рт.ст. соответственно.

Занятие 2-е