Показатели сердечной деятельности.

Ударный, или систолический, объем сердца – количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в соответствующие сосуды при каждом сокращении. У взрослого здорового человека при относительном покое систолический объем каждого желудочка составляет приблизительно 70-80 мл. Таким образом, при сокращении желудочков в артериальную систему поступает 140-160 мл крови.

Минутный объем – количество крови, выбрасываемое желудочком сердца за 1 мин. Минутный объем сердца – это произведение величины ударного объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В среднем минутный объем составляет 3-5л/мин. Минутный объем сердца может увеличиваться за счет увеличения ударного объема и частоты сердечных сокращений

Сердечный цикл и его фазы.

В деятельности сердца наблюдаются две фазы: систола (сокращение) и диастола (расслабление). Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков. В сердце человека она длится 0,1-0,16 с. Систола желудочков – 0,5-0,56 с. Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков) сердца длится 0,4 с. В течение этого периода сердце отдыхает. Весь сердечный цикл продолжается 0,8-0,86 с.

Систола предсердий обеспечивает поступление крови в желудочки. Затем предсердия переходят в фазу диастолы, которая продолжается в течение всей систолы желудочков. Во время диастолы предсердия заполняются кровью.

Автоматизм сердечной мышцы. Проводящая система сердца. Регуляция работы сердца. Нервный и гуморальный механизм.

Автоматизм.Вне организма при определенных условиях сердце способно сокращаться и расслабляться, сохраняя правильный ритм. Следовательно, причина сокращений изолированного сердца лежит в нем самом. Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, носит название автоматизма.

Проводящая система сердца.

В сердце различают рабочую мускулатуру, представленную поперечнополосатой мышцей, и атипическую, или специальную, ткань, в которой возникает и проводится возбуждение.

У человека атипическая ткань состоит из:

синусно-предсердного узла, располагающегося на задней стенке правого предсердия у места впадения верхней полой вены;

предсердно-желудочкового узла (атриовентрикулярный узел), находящегося в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсердиями и желудочками;

предсердно-желудочкового пучка (пучок Гиса), отходящего от предсердно-желудочкового узла одним стволом. Пучок Гиса, пройдя через перегородку между предсердиями и желудочками, делится на две ножки, идущие к правому и левому желудочкам. Заканчивается пучок Гиса в толще мышц волокнами Пуркинье.

Синусно-предсердный узел является ведущим в деятельности сердца (водитель ритма), в нем возникают импульсы, определяющие частоту и ритм сокращений сердца. В норме предсердно-желудочковый узел и пучок Гиса являются только передатчиками возбуждений из ведущего узла к сердечной мышце. Однако способность к автоматии присуща предсердно-желудочковому узлу и пучку Гиса, только выражается она в меньшей степени и проявляется лишь при патологии. Автоматизм предсердно-желудочкового соединения проявляется лишь в тех случаях, когда к нему не поступают импульсы от синусно-предсердного узла.

Атипическая ткань состоит из малодифференцированных мышечных волокон. К узлам атипической ткани подходят нервные волокна от блуждающих и симпатических нервов.

Внесердечные регуляторные механизмы – это нервная экстракардиальная регуляция. Осуществляется импульсами, поступающими из ЦНС по волокнам блуждающего и симпатических нервов.

Парасимпатические волокна: тела 1-х нейронов, отростки которых составляют блуждающие нервы, располагаются в продолговатом мозге. Заканчиваются в интрамуральных ганглиях сердца. Здесь находятся 2-е нейроны, отростки которых идут к проводящей системе, миокарду и коронарным сосудам.

Симпатические волокна: 1-е нейроны в боковых рогах 5-ти верхних сегментов грудного отдела спинного мозга. Отростки заканчиваются в шейных и верхних грудных симпатических узлах. В этих узлах – 2-е нейроны, отростки которых идут к сердцу. Большая часть отходит к сердцу от звёздчатого узла.

Раздражение блуждающих нервов, идущих к сердцу, тормозит работу сердца вплоть до полной его остановки в диастолу (братья Вебер, 1845 г.). Первый случай обнаружения в организме тормозящего влияния нервов.

При электрическом раздражении перерезанного блуждающего нерва происходит: урежение ЧСС – отрицательный хронотропный эффект; уменьшение амплитуды сокращений – отрицательный инотропный эффект.

При сильном раздражении работа сердца на некоторое время прекращается. В этот период возбудимость сердца понижена – отрицательный батмотропный эффект; проведение возбуждения замедлено – отрицательный дромотропный эффект. Нередко наблюдается полная блокада проведения возбуждения в предсердно-желудочковом узле.

При продолжительном раздражении блуждающего нерва сокращения сердца восстанавливаются – «ускользание сердца из-под влияния блуждающего нерва».

Микроэлектродные отведения от одиночных мышечных волокон предсердий выявили гиперполяризацию МП при сильном раздражении блуждающего нерва.

Влияние симпатических нервов на сердце исследовалось братьями Цион (1867 г.), затем И.П.Павловым (1887 г.). Были выявлены: положительный хронотропный эффект – учащение ритма сердечных сокращений (Ционы – нервы «ускорители сердца»); положительный дромотропный эффект – улучшение проведения возбуждения в сердце; положительный батмотропный эффект – повышение возбудимости сердца; положительный инотропный эффект – усиление сердечных сокращений без заметного учащения ритма («усиливающий нерв» по И.П.Павлову).

Медиатор ацетилхолин, образующийся в окончаниях блуждающего нерва, быстро разрушается ацетилхолинэстеразой и, поэтому, оказывает только местное действие. Норадреналин, выделяющийся в окончаниях симпатических нервов, разрушается значительно медленнее и действует дольше. После прекращения раздражения симпатического нерва в течение некоторого времени сохраняются учащение и усиление сердечных сокращений. Наряду с основным медиатором в синаптическую щель могут выделяться вещества, обладающие модулирующим действием.

Нервная экстракардиальная регуляция оказывает корригирующее влияние на ритм и работу сердца. Сам ритм зарождается в пейсмекере 1-го порядка, а нервные влияния ускоряют или замедляют скорость спонтанной деполяризации клеток водителей ритма, изменяя режимы работы сердца. По мнению И.П.Павлова имеет место и трофическая стимуляция процессов обмена веществ.

Однако, известны и пусковые влияния ЦНС, когда сигналы, приходящие по нервам, инициируют сокращения сердца. Это наблюдается в опытах с раздражением блуждающего нерва в режиме, близком к естественному, т.е. «залпами» («пачками») импульсов, а не непрерывным потоком, как делается традиционно. При раздражении блуждающего нерва «залпами» импульсов сердце сокращается в режиме этих «залпов». Каждому «залпу» соответствует одно сокращение сердца. Меняя частоту и характеристику «залпов», можно управлять ритмом сердца в широких пределах.

Воспроизведение сердцем центрального ритма резко изменяет электрофизиологические параметры деятельности синоатриального узла. При работе узла в режиме автоматии, а также при изменениях частоты под влиянием обычного раздражения блуждающего нерва, возбуждение возникает в одной точке узла. В случае же воспроизведения центрального ритма в инициации возбуждения принимает участие одновременно множество клеток узла.

Сигналы, обеспечивающие синхронное воспроизведение сердцем центрального ритма, отличаются по своей медиаторной природе от общепризнанных влияний блуждающего нерва. Наряду с ацетилхолином выделяются регуляторные пептиды различного состава. Т.е. реализация каждого типа эффектов блуждающего нерва обеспечивается своим «медиаторным коктейлем».

Изменение частоты посылок «пачек» импульсов из сердечного центра продолговатого мозга у людей можно продемонстрировать в следующем исследовании. Человеку предлагают дышать чаще, чем сокращается его сердце. Для этого он следит за миганием лампочки фотостимулятора и на каждую вспышку света производит одно дыхание. Фотостимулятор устанавливают с частотой, превышаюшей исходную частоту сердцебиений. В результате этого в продолговатом мозге происходит иррадиация возбуждения с нейронов дыхательного центра на нейроны сердечного центра, а в сердечных эфферентных нейронах блуждающего нерва формируются «пачки» импульсов в новом ритме, общем для дыхательного и сердечного центров.

В опытах на собаках учащённое дыхание вызывается перегреванием. Как только ритм учащающегося дыхания становится равным ЧСС, оба ритма синхронизируются и далее учащаются или урежаются в определённом диапазоне синхронно. При перерезке или блокаде блуждающих нервов эффект синхронизации ритмов исчезает.

Т.о., наряду с внутрисердечным, существует и центральный генератор ритма сердца. В естественных условиях он формирует адаптивные (приспособительные) реакции сердца, навязывая сердцу ритм сигналов, приходящих по блуждающим нервам. Внутрисердечный генератор обеспечивает поддержание насосной функции сердца в случае выключения центрального генератора.

Центры блуждающего и симпатических нервов – это 2-я (после внутрисердечных) ступень в иерархии нервных центров, регулирующих работу сердца. Они интегрируют влияние, нисходящее из высших отделов головного мозга.

Более высокая ступень иерархии – центры гипоталамуса. При электрическом раздражении гипоталамуса наблюдаются реакции сердечнососудистой системы, которые по выраженности превосходят реакции, возникающие в естественных условиях. При локальном точечном раздражении некоторых зон гипоталамуса наблюдались: изменения ритма, силы сокращения левого желудочка, степени расслабления левого желудочка и т.д. Т.е. в гипоталамусе имеются структуры, способные регулировать отдельные функции сердца. Но в естественных условиях эти структуры не работают изолированно. Гипоталамус – исполнительный орган. Он обеспечивает интегративную перестройку функций сердечнососудистой системы (и других систем) по сигналам, поступающим из лимбической системы или новой коры.

Рефлекторная регуляция деятельности сердца.

Рефлекторные реакции, возникающие при раздражении различных рецепторов, могут, как тормозить, так и возбуждать сердечные сокращения.

Особое значение имеют рецепторы, расположенные в некоторых участках сосудистой системы, реагирующие на изменение давления или на действие химических раздражителей («сосудистые рефлексогенные зоны»). В дуге аорты и в области разветвления сонной артерии находятся нервные окончания (барорецепторы) центростремительных нервов. Растяжение сосудистой стенки при повышении давления вызывает поток афферентных импульсов, повышается тонус ядер блуждающих нервов, замедляется ЧСС. Замедление работы сердца наблюдается и при повышении давления в других сосудах, например в лёгочной артерии.

Есть рецепторы и в самом сердце (эндокарде, миокарде, эпикарде). Их раздражение рефлекторно изменяет и работу сердца, и тонус сосудов.

В правом предсердии и в устьях полых вен имеются механорецепторы – реагируют на растяжение, возникающее при повышении давления в полости сердца или в полых венах. Афферентные импульсы идут по центростремительным волокнам блуждающего нерва к сердечно-сосудистому центру, который вызывает активацию симпатического отдела и рефлекторное учащение сердечных сокращений.

Импульсы, идущие в ЦНС от механорецепторов предсердий, влияют и на работу других органов и наоборот.

Гуморальная регуляция деятельности сердца.

Катехоламины (адреналин, норадреналин) увеличивают силу и учащают ритм сердечных сокращений. Они стимулируют рецепторы миокарда, в результате чего активируется внутриклеточная аденилатциклаза, ускоряющая образование цАМФ, активирующего фосфорилазу. Последняя вызывает с одной стороны расщепление гликогена и образование глюкозы, с другой активацию ионов Са²⁺, необходимую для сопряжения возбуждения и сокращения в миокарде. Также повышается проницаемость клеточных мембран для Са²⁺, усиливается поступление Са²⁺ из межклеточного пространства в клетку и мобилизация Са²⁺ из внутриклеточных депо.

Глюкагон, гормоны коры надпочечников, ангиотензин, серотонин увеличивают силу сокращений сердца. Тироксин – учащает ритм.

Гипоксемия, гиперкапния, ацидоз угнетают сократительную активность.

Эндокринная функция сердца.

Миоциты предсердий образуют натрийуретический гормон. Его секреция стимулируется: растяжением предсердий, изменением уровня Na⁺, содержанием в крови вазопрессина, экстракардиальными нервами. Натрийуретический гормон повышает экскрецию почками Na⁺ и Cl⁺, подавляя их реабсорбцию в канальцах нефронов; увеличивает клубочковую фильтрацию и подавляет реабсорбцию воды в канальцах; подавляет секрецию ренина, ингибирует эффекты ангиотензина II и альдостерона; расслабляет ГМК кишечника и мелких сосудов, способствует снижению артериального давления.

Строение артерий, вен и капилляров. Большой и малый круг кровообращения. Сосуды большого и малого круга кровообращения. Аорта и ее главные ветви. Артерии восходящей аорты, дуги аорты, нисходящей аорты. Нижняя и верхняя полые вены.

Большой и малый круги кровообращения С учетом расположения артерий и вен у человека различают большой и малый круг кровообращения. Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке сердца, откуда выходит легочный ствол; заканчивается четырьмя легочными венами (по две у каждого легкого), которые впадают в левое предсердие. Большой круг кровообращения служит для доставки питательных веществ и кислорода всем органам и тканям. Начинается в левом желудочке сердца, из которого выходит аорта; заканчивается верхней и нижней полыми венами, открывающимися в правое предсердие сердца. Малый (легочный) круг кровообращения включает в себя легочный ствол, правую и левую легочные артерии, их ветви, микроциркуляторное русло в легких, а также две правые и две левые легочные вены. По легочному стволу венозная кровь поступает из правого желудочка сердца в легкие. В легких в результате газообмена между кровью легочных капилляров и воздухом легочных альвеол кровь обогащается кислородом и избавляется от двуокиси углерода. По легочным венам артериальная кровь попадает из легких в левое предсердие. Большой круг кровообращения начинается от аорты, отходящей от левого желудочка сердца, которая затем идет вверх, образуя дугу, и спускается вниз вдоль позвоночного столба. От дуги аорты отходят крупные артерии, которые несут кровь к голове и верхним конечностям. Ниже дуги от аорты отходят сосуды к мышцам туловища и внутренним органам. На уровне поясничных позвонков аорта делится на две крупные артерии, которые кровоснабжают нижние конечности. Крупные артерии, многократно разветвляясь, образуют более мелкие сосуды (артериолы), которые обеспечивают кровью все участки тела. Артериолы самого мелкого диаметра делятся на капилляры. При слиянии капилляров образуются более крупные сосуды -- венулы. Мелкие венулы, сливаясь, образуют все более и более крупные вены. По двум самым крупным венам -- верхней и нижней полым -- кровь попадает к сердцу, вливаясь в его правое предсердие. Малый круг кровообращения. От правого желудочка кровь течет по легочному стволу, разделяющемуся на две легочные артерии, которые входят в легкие. В легких они делятся на артерии меньшего диаметра и так далее, до капилляров, при соединении которых образуются вены. Как и в большом круге кровообращения, при слиянии мелких вен формируются более крупные вены, и, наконец, по четырем легочным венам кровь попадает в левое предсердие сердца. Аорта, ее отделы, основные ветви отделов аорты Аорта-- наиболее крупный артериальный сосуд тела человека. В составе аорты различают восходящую часть, дугу и нисходящую часть. Нисходящая часть подразделяется на грудную и брюшную части аорты. Восходящая часть аорты начинается из левого желудочка, поднимается вверх и на уровне второго правого реберного хряща переходит в дугу аорты. От начала восходящей части аорты отходят правая и левая венечные артерии, кровоснабжающие сердце. Дуга аорты на уровне второго реберного хряща образует изгиб влево и на уровне IV грудного позвонка переходит в нисходящую часть аорты. От выпуклой стороны дуги аорты вверх справа налево последовательно отходят крупные сосуды: плечеголовной ствол, левая общая сонная артерия, левая подключичная артерия. От вогнутой поверхности дуги аорты отходят непостоянные и тонкие артерии к трахее и бронхам. Нисходящая часть аорты подразделяется на грудную и брюшную части. Грудная часть аорты начинается на уровне IV грудного позвонка и располагается в заднем средостении. Справа от грудной части аорты располагаются непарная вена и грудной проток, слева -- париетальная плевра. Грудная часть аорты отдает париетальные и висцеральные ветви. Париетальные ветви кровоснабжают стенки грудной полости. Висцеральные ветви направляются к органам заднего средостения. Брюшная часть аорты начинается после прохождения аорты через диафрагму и заканчивается разделением аорты на две общие подвздошные артерии на уровне IV поясничного позвонка (бифуркация аорты). Аорта располагается в брюшной полости в забрюшинном клетчаточном пространстве, спереди от тел поясничных позвонков. Справа от брюшной части аорты проходит нижняя полая вена, кпереди расположены поджелудочная железа, горизонтальная часть двенадцатиперстной кишки и корень брыжейки тонкой кишки. Брюшная часть аорты отдает к стенкам брюшной полости париетальные ветви, а к внутренним органам полости живота -- парные и непарные висцеральные ветви. Ветвями дуги аорты являются плечеголовной ствол, левая сонная и левая подключичная артерии. Плечеголовной ствол отходит от дуги аорты на уровне второго правого реберного хряша, идет вверх и вправо, не отдавая по ходу ветвей. На уровне правого грудино-ключичного сустава плечеголовной ствол разделяется на правую общую сонную артерию и правую подключичную артерию. Левая общая сонная артерия отходит непосредственно от дуги аорты. Грудная часть аорты располагается в заднем средостении и прилегает к позвоночному столбу. От нее отходят внутренностные (висцеральные) и пристеночные (париетальные) ветви. К висцеральным ветвям относятся бронхиальные -- кровоснабжают паренхиму легкого, стенки трахеи и бронхов; пищеводные -- дают кровь стенкам пищевода; медиастинальные -- кровоснабжают органы средостения и перикардиальные -- дают кровь заднему отделу перикарда. Париетальными ветвями грудной части аорты являются верхние диафрагмальные артерии -- питают верхнюю поверхность диафрагмы; задние межреберные артерии -- дают кровь межреберным мышцам, прямым мышцам живота, коже груди, молочной железе, коже и мышцам спины, спинному мозгу. Брюшная часть аорты является продолжением грудной части аорты и располагается в брюшной полости спереди от поясничных позвонков. Опускаясь вниз, она делится на париетальные и висцеральные ветви. К париетальным ветвям относятся парные нижние диафрагмальные артерии -- дают кровь диафрагме; четыре пары поясничных артерий -- снабжают сосудами кожу и мышцы поясничной области, брюшной стенки, поясничные позвонки и спинной мозг.Висцеральные ветви брюшной части аорты делятся на парные и непарные. К парным относятся средняя надпочечниковая артерия, почечная, яичниковая (у женщин) и яичковая (у мужчин) артерии. Они кровоснабжают одноименные органы. К непарным ветвям брюшной части аорты относятся чревный ствол, верхняя и нижняя брыжеечные артерии. Чревный ствол -- короткий ствол длиной 12 см, отходит от аорты на уровне XII грудного позвонка. Делится на три ветви: левую желудочную артерию -- снабжает кровью кардиальную часть и тело желудка; общую печеночную артерию -- кровоснабжает печень, желчный пузырь, желудок, двенадцатиперстную кишку, поджелудочную железу, большой сальник; селезеночную артерию -- питает паренхиму селезенки, стенки желудка, поджелудочной железы и большого сальника. Верхняя брыжеечная артерия отходит от аорты несколько ниже чревного ствола на уровне XII грудного или I поясничного позвонка. По ходу от артерии отходят следующие ветви: нижние панкреатодуоденальные артерии -- кровоснабжают поджелудочную железу и двенадцатиперстную кишку; тощекишечные и подвздошно-кишечные артерии -- питают стенку тощей и подвздошной кишок; подвздошно-ободочная артерия -- обеспечивает кровью слепую кишку, червеобразный отросток, подвздошную кишку и восходящую ободочную кишку; правая и средняя ободочные артерии -- дают кровь стенке верхнего отдела восходящей ободочной кишки и поперечной ободочной кишки.