Работа сердца. Регуляция работы

Лекция 6. Кровообращение

Органы кровообращения. Сердце

Рис. 197. Строение кровеносных сосудов (А — артерий, Б — вен, В — капилляров):   1 — наружный слой; 2 — средний слой; 3 — внутренний слой артерий и вен; 4 — клапаны вен.

К органам кровообращения относятся кровеносные сосуды (артерии, вены, капилляры) и сердце. Артерии — сосуды, по которым кровь течет от сердца, вены — сосуды, по которым кровь возвращается в сердце. Стенки артерий и вен состоят из трех слоев: внутреннего — из плоского эндотелия, среднего — из гладкой мышечной ткани и эластических волокон и наружного — из соединительной ткани (рис. 197).

Рис. 198. Строение сердца:   1 — правое-, 3 — левое предсердия; 2 — правый-, 4 — левый желудочки; 5 — двух- , 6 — трехстворчатый клапаны; 7 — полулунные клапаны; 8 — легочная артерия; 9 — левая дуга аорты; 10, 11 — верхняя и нижняя полые вены.

Крупным артериям, расположенным рядом с сердцем, приходится выдерживать большое давление, поэтому они имеют толстые стенки, их средний слой состоит, в основном, из эластических волокон. Артерии несут кровь к органам, разветвляются на артериолы, затем кровь попадает в капилляры и по венулам попадает в вены.

Капилляры состоят из одного слоя эндотелиальных клеток, расположенных на базальной мембране. Через стенки капилляров из крови в ткани диффундируют кислород и питательные вещества, а поступают углекислый газ и продукты обмена. Вены, в отличие от артерий, имеют полулунные клапаны, благодаря которым кровь движется только в сторону сердца. Давление в венах небольшое, их стенки более тонкие и мягкие.

Сердце расположено в грудной клетке между легкими, две трети расположено влево от срединной линии тела, а одна треть — вправо. Масса сердца около 300 г, основание вверху, верхушка — внизу. Снаружи покрыто околосердечной сумкой, перикардом. Сумка образована двумя листками, между которыми небольшая полость. Один из листков покрывает сердечную мышцу (миокард). Эндокард выстилает полость сердца и образует клапаны. Состоит сердце из четырех камер, двух верхних — тонкостенных предсердий и двух нижних толстостенных желудочков, причем стенка левого желудочка в 2,5 раза толще, чем стенка правого желудочка (рис. 198). Это связано с тем, что левый желудочек выбрасывает кровь в большой круг кровообращения, правый — в малый круг.

В левой половине сердца кровь артериальная, в правой — венозная. В левом предсердно-желудочковом отверстии двустворчатый клапан, в правом — трехстворчатый. При сокращении желудочков, клапаны давлением крови захлопываются и не дают крови выйти обратно в предсердия. Сухожильные нити, прикрепленные к клапанам и сосочковым мышцам желудочков, не дают клапанам вывернуться. На границе желудочков с легочной артерией и аортой находятся кармашковидные полулунные клапаны. При сокращении желудочков эти клапаны прижимаются к стенкам артерий, и кровь выбрасывается в аорту и легочную артерию. При расслаблении желудочков — кармашки наполняются кровью и препятствуют попаданию крови обратно в желудочки.

Около 10% крови, выбрасываемой левым желудочком, попадает в коронарные сосуды, питающие сердечную мышцу. При закупорке какого-то коронарного сосуда может наступить отмирание участка миокарда (инфаркт). Нарушение проходимости артерии может наступить в результате закупорки сосуда тромбом или из-за ее сильного сужения — спазма.

Работа сердца. Регуляция работы

Различают три фазы сердечной деятельности: сокращение (систола) предсердий, систола желудочков и общее расслабление (диастола). При частоте сокращений сердца 75 раз в минуту, на один цикл приходится 0,8 секунды. При этом систола предсердий продолжается 0,1 с, систола желудочков — 0,3 с, общая диастола — 0,4 с.

Таким образом, в одном цикле предсердия работают 0,1 с, а 0,7 — отдыхают, желудочки работают 0,3 с, отдыхают 0,5 с. Это позволяет сердцу работать, не утомляясь, всю жизнь.

При одном сокращении сердца в легочный ствол и аорту выбрасывается около 70 мл крови, за минуту объем выброшенной крови составит более 5 л. При физической нагрузке возрастает частота и сила сердечных сокращений и сердечный выброс достигает 20 — 40 л/мин.

Автоматия сердца. Даже изолированное сердце, при пропускании через него физиологического раствора, способно ритмически сокращаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце. Импульсы возникают в синусно-предсердном и предсердно-желудочковом узлах (водителях ритма), расположенных в правом предсердии, затем по проводящей системе (ножкам Гиса и волокнам Пуркинье) проводятся к предсердиям и желудочкам, вызывая их сокращение (рис. 199). И ритмоводители, и проводящая система сердца образованы мышечными клетками особого строения. Ритм работы изолированного сердца задается синусно-предсердным узлом, его называют ритмоводителем 1-го порядка. Если прервать передачу импульсов от синусно-предсердного узла к предсердно-желудочковому, то сердце остановится, затем возобновит работу уже в ритме, задаваемом предсердно-желудочковым узлом, ритмоводителем 2-го порядка.

		Рис. 199. Проводящая система сердца:   1 — синусно-предсердный узел, ритмоводитель 1-го порядка; 2 — предсердно-желудочковый узел, ритмоводитель 2-го порядка; 3 — ножки Гиса; 4 — волокна Пуркинье.

Нервная регуляция. Деятельность сердца, как и других внутренних органов, регулируется автономной (вегетативной) частью нервной системы:

Во-первых, в сердце имеется собственная нервная система сердца с рефлекторными дугами в самом сердце — метасимпатическая часть нервной системы. Ее работа видна при переполнении предсердий изолированного сердца, в этом случае усиливается частота и сила сердечных сокращений.

Во-вторых, к сердцу подходят симпатические и парасимпатические нервы. Информация от рецепторов на растяжение в полых венах и дуге аорты передается в продолговатый мозг, в центр регуляции сердечной деятельности. Ослабление работы сердца вызывается парасимпатическими нервами в составе блуждающего нерва, усиление работы сердца вызывается симпатическими нервами, центры которых расположены в спинном мозге.

Гуморальная регуляция. На деятельность сердца влияет и ряд веществ, поступающих в кровь. Усиление работы сердца вызывают адреналин, выделяемый надпочечниками, тироксин, выделяемый щитовидной железой, избыток ионов Са2+. Ослабление работы сердца вызывает ацетилхолин, избыток ионов К+.

Круги кровообращения

Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, артериальная кровь выбрасывается в левую дугу аорты, от которой отходят подключичные и сонные артерии, несущие кровь к верхним конечностям и голове. От них венозная кровь через верхнюю полую вену возвращается в правое предсердие. Дуга аорты переходит в брюшную аорту, от нее кровь по артериям попадает к внутренним органам, отдает кислород и питательные вещества, венозная кровь по нижней полой вене возвращается в правое предсердие. Кровь от пищеварительной системы по воротной вене попадает в печень, печеночная вена впадает в нижнюю полую вену (рис. 200).

Минимальное время полного кругооборота составляет 20-23 сек. При этом на прохождение малого круга кровообращения приходится около 4 сек, а остальное – на прохождение большого. Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, венозная кровь по легочным артериям попадает в капилляры, оплетающие альвеолы легких, происходит газообмен и артериальная кровь возвращается по четырем легочным венам в левое предсердие.

Рис. 200. Круги кровообращения:   1 — сердце; 2 — аорта; 3 — чревный ствол; 4 — почечная артерия; 5 — брыжеечная артерия; 6 — капиллярные сети; 7 — почечная вена; 8 — нижняя полая вена; 9 — воротная вена печени; 10 — печеночная вена; 11 — верхняя полая вена; 12 — легочный ствол; 13 — легочные вены.