Целта на урока:задълбочават и обобщават знанията за структурата на сърцето, причините за неуморността на сърцето; етапи сърдечен цикъл; характеристики на регулацията на сърдечната дейност.
Задачи:
- образователни: разгледайте структурата на сърцето, въведете автоматизма на сърцето, регулирането на неговата работа;
- образователни: продължете работата по формирането биологичен езикчрез система от понятия: ендокард, миокард, епикард;
- развитие: продължете формирането на независимо формулиране на заключения, както и поставяне на въпроси за решаване на проблеми.
Оборудване:таблици „Структура на сърцето”, „Работа на сърцето”; Модел "сърце".
Тип урок:Урок за усвояване на нови знания с помощта на технология за проблемно базирано обучение.
План на урока
- Организиране на времето
- Актуализиране на знанията
- Учене на нов материал
- Консолидация
- Домашна работа
По време на часовете
I. Организационен момент
II. Актуализиране на знанията
Всички многократно сте чували такива образни изрази като „Камък върху сърцето“, „Намерете пътя към сърцето“, „От чисто сърце”, „Ръка на сърцето”, „Сърцето копнее” и др. Чудили ли сте се някога какво е сърце, как изглежда и колко тежи?
Сърцето е най-мощният двигател в света. През живота на човек сърцето прави от 2 до 3 милиарда съкращения! Получената сила е достатъчна, за да повдигне влака до най-високата планинаЕвропа.
Днес ще посветим урок на този жизненоважен орган. Нека да разгледаме неговата структура и да се опитаме да разберем как работи.
III. Учене на нов материал
1. Устройство на сърцето
Въпрос:Момчета, къде се намира сърцето?
Думата "сърце" идва от думата "среда". Сърцето е между дясното и леви бели дробовеи само леко се измести лява страна. Върхът на сърцето е насочен надолу, напред и леко наляво, така че сърдечните удари се усещат най-силно отляво на гръдната кост.
Момчета, за да си представите размера на сърцето си, стиснете ръката си в юмрук. Сърцето ви е приблизително с размера на юмрука ви.
Въпреки малкото си тегло, човешкото сърце е най важен мускулв човешкото тяло. Може да бие повече от 100 000 пъти на ден и да изпомпва повече от 760 литра кръв през 60 000 съда.
Неслучайно сърцето се нарича куха мускулна торбичка. Външен слой стените на сърцето – епикарда – се състои от съединителната тъкан. Средно аритметично– миокард – мощен мускулен слой. Вътрешен слой -ендокард – състои се от епителна тъкан. Сърцето има същите слоеве като кръвоносните съдове.
Сърцето се намира в съединителната тъкан "чанта", която се нарича перикардна торбичка. Не приляга плътно към сърцето и не пречи на работата му. Освен това вътрешните стени на перикардната торбичка отделят течност, която намалява триенето на сърцето по стените на сърдечната торбичка.
Човешкото сърце се състои от четири камери: дясно предсърдие, дясна камера, ляво предсърдие и лява камера. Дясната страна на сърцето получава кръв с по-малко кислород, която преминава през вените. Сърцето изтласква тази кръв през белодробната артерия в белите дробове, където тя може да бъде реоксигенирана. Лявата страна на сърцето получава тази наситена с кислород кръв от белите дробове. И тогава сърцето изтласква кръв през аортата, която се разпространява в тялото с помощта на сложна системаартерии и капиляри.
Циркулирайки в тялото, кръвта през капилярите доставя кислород и хранителни вещества на тъканите и отвежда въглероден диоксид и други метаболитни продукти. През вените кръвта с въглероден диоксид отново навлиза в дясната страна на сърцето и цикълът започва отново.
Въпрос:Вероятно сте забелязали, че стените на вентрикулите са много по-дебели от стените на предсърдията, каква е причината за това?
Мускулната стена на вентрикулите е много по-дебела от стената на предсърдията. Това е така, защото вентрикулите извършват повече работа при изпомпване на кръв в сравнение с предсърдията. Особено дебела е мускулната стена на лявата камера, която при свиване изтласква кръвта през съдовете на системното кръвообращение.
Въпрос:Защо кръвта тече само в една посока?
В сърцето има 4 клапи. Всяка клапа е като врата, която позволява на кръвта да тече само в една определена посока. Клапата се състои от две или три парчета тъкан, наречени клапи. Клапите се отварят, за да позволят на кръвта да премине през клапата и се затварят, за да предотвратят връщането й обратно. Отварянето и затварянето на клапите се контролира от нивото на налягане във всяка част на сърцето.
Дясна сърдечна клапа разположен между дясното предсърдие и дясната камера на сърцето. Състои се от три "платна" - клапи сърдечна клапа, затова се казва трикуспидна сърдечна клапа .
Лява сърдечна клапа разположен между лявото предсърдие и лявата камера на сърцето. Състои се само от два подобни клапана, напомнящи митра в затворено положение - шапката на епископ, откъдето идва и името на този много важен, силно натоварен клапан - митрален .
Клапан белодробна артерия(белодробен ; pulmo - бял дроб), разположен на изхода голяма артерияот дясното сърце, през което кръвта с ниско съдържание на кислород навлиза в белите дробове. Състои се от три джоба, стърчащи в кръвоносния съд като черупки или като обърнат отворен чадър. Точно като чадър във вятъра, тези полулунни клапи ограничават притока на кръв от белите дробове към дясното сърце.
Аортна клапа също се състои от три джоба. Намира се непосредствено на изхода на аортата от сърцето или в корена на аортата.
2. Сърдечен цикъл
Сърцето ни работи денонощно, през целия ни живот. Като изтласква около 5 литра кръв на минута, той осигурява кислород на всяка клетка в тялото. Научихме, че сърцето е мускулест орган и всеки мускул, когато се съкращава, постепенно се уморява и се нуждае от почивка, за да възстанови своята функционалност.
Възниква проблемен въпрос:Защо сърцето може да се свива през целия живот без забележима умора? Кога почива?
Учениците самостоятелно четат текста от учебника на стр. 130-131 и намерете отговора на поставения въпрос. Попълнете таблицата „Сърдечен цикъл“.
| Име на фазата на сърдечния цикъл | Продължителност на фазата | Предсърдно състояние | Състояние на вентрикулите | Състояние на клапа | Състояние на полулунните клапи |
| Първа фаза | 0,1 s. | се намаляват | отпуснете се | отворен | затворен |
| Втора фаза | 0,3 s. | отпуснете се | се намаляват | затворен | отворен |
| Трета фаза | 0,4 s. | отпуснете се | отпуснете се | отворен | затворен |
Въпрос:Какво може да се заключи?
Учениците заключават: особеностите на сърдечния цикъл (свиване, отпускане, пауза) съдържат способността да се поддържа работоспособността на сърцето през целия живот. Интервал от 0,4 s. достатъчно за пълно възстановяванепроизводителност на сърцето.
3. Автоматизъм на сърцето
Въпрос:Какво допринася за редуването на ритъма?
Сърдечният ритъм, който е ритъм, се регулира от електрически импулси, които се генерират от самия сърдечен мускул. Тези импулси карат сърцето да се свива.
Способността на сърцето да се свива ритмично без външни стимули под въздействието на импулси, възникващи в него, се нарича автоматичност на сърцето.
4. Сърдечна регулация
Вече казахме, че сърцето има автоматизъм - то се съкращава под влияние на възникнали от само себе си дразнения. Благодарение на това последователността на работа на сърдечните камери се поддържа при всякакви условия. Но под въздействието на външни и вътрешни причиниинтензивността на сърцето може да се промени.
Момчета, вероятно всеки от вас е обръщал внимание колко силно бие сърцето ви, когато сте притеснени или уплашени от нещо. Веднага в главата ми изникват образните изрази „сърцето бие лудо“, „сърцето е паднало на земята“ и т.н.
Проблемен въпрос:Какво се случва със сърцето? Защо се държи по различен начин?
Въпрос:За да отговорим на този въпрос, нека си припомним какви методи на регулиране сме изучавали? (Нервен и хуморална регулация.)
Нервната и хуморалната регулация също оказват влияние върху работата на сърцето. Промените в честотата и силата на сърдечните контракции възникват под въздействието на импулси от централната нервна системаи влизащи в кръвта биологично активни вещества.
Учителят пише схемата на дъската, а децата в тетрадките си:
Регулация на сърцето
Заключение на урока: (направено от ученици)
Сърцето е кух четирикамерен мускулен орган, който осигурява непрекъснат кръвен поток през съдовете. Ритмичността на сърцето, редуването на работа и почивка, обилното му кръвоснабдяване, интензивната обмяна на веществата и автоматизма осигуряват неговата неуморимост и отлична работоспособност.
IV. Затвърдяване на знанията (решаване на логически задачи).
За първи път изолирано човешко сърце е съживено 20 часа след смъртта на пациент през 1902 г. от руския физиолог А.А. Кулябко (1866-1930). Сърцето беше в специално
инсталация. Към аортата бил свързан маркуч, през който А.А. Кулябко премина през хранителен разтвор, обогатен с кислород и съдържащ адреналин.
Логически проблеми.
1. Този разтвор влезе ли в лявата камера? (Не го разбрах, защото полулунните клапи се затвориха и разтворът проникна в коронарна артерия, подхранвайки сърцето.)
2. Защо адреналинът е включен в хранителния разтвор? (Адреналинът дразни проводната система на сърцето; той я кара да работи.)
3. Защо сърцето започна да се свива ритмично? (Сърцето има автоматизъм и когато под въздействието на адреналина невромускулните структури на сърцето оживяват, те осигуряват нормалния ред на контракциите.)
V. Домашна работа:
с. 130 – 131; отговори на въпроси стр. 132 – 133; решете проблема: Известно е, че човешкото сърце се свива средно 70 пъти в минута, освобождавайки около 150 cm3 кръв при всяко свиване. Колко кръв изпомпва сърцето ви по време на шест урока в училище?
Литература:
- Биология: Човек. КАТО. Батцев и др. – М.: Дропа. – 240-те.
- Биология: Човек. Д.В. Колесов и др. - М.: Дропа. – 336s.
- Биология: Човек. Н.И. Сонин, М.Р. Сапен. – М.: Дропла. – 272s.
Има 2 вида регулация: нервна и хуморална.
Нервна регулацияизключително сложен и чудесно обмислен. Симпатиковата нервна система ускорява сърдечните контракции, увеличава силата, повишава възбудимостта на миокарда и подобрява провеждането на импулси през него, докато парасимпатиковата нервна система намалява, намалява, намалява и отслабва.
Повечето първии елементарно ниво на регулация – интракардиално. Процесите на невроните, разположени в дебелината на сърдечната стена, образуват интракардиални плексуси, чиито краища са „пълни“ с всеки кубичен милиметър тъкан. Има дори...интракардиални рефлекси със собствени сензорни, интеркаларни и моторни неврони. На това ниво се вземат две решения най-важните условиянормална сърдечна функция. Първият, открит от германеца О. Франк и англичанина Е. Старлинг. наречен „Законът на сърцето“ и се крие във факта, че силата на свиване на миокардните влакна е право пропорционална на степента на тяхното разтягане. Това означава, че колкото повече кръв тече към сърцето по време на диастола, толкова по-силно ще се свие, толкова по-голям обем разтяга сърдечните камери. Колкото по-активна и интензивна ще бъде тяхната систола. Второ ниво на регулиране – ефектът на Anrep– осигурява повишена сърдечна контракция в отговор на повишаване на периферното съдово съпротивление, с други думи, на скок кръвно налягане. Тези. и в двата случая сърцето се държи адекватно на хемодинамичния товар. Това е първото ниво на нервна регулация. второ - гръбначен мозък. Тук се намират двигателните (еферентни или центробежни) неврони, чиито аксони инервират сърцето
Третото ниво е продълговатия мозък.Основният парасимпатиков нерв, блуждаещият нерв, с неговите „минусови“ влияния върху сърцето, произлиза от него. Второ, той съдържа вазомоторен център, който е симпатичен по природа. Едната част от които (пресорната зона) стимулира симпатиковата дейност на невроните на гръбначния мозък, а другата (депресорната зона) я потиска.
Наблюдава се продълговатия мозък четвърто ниво – ядра на хипоталамуса. На този етап се случва нещо много важно: координацията на сърдечната дейност с други жизненоважни процеси.
Пето ниво на регулиранее мозъчната кора, но при отстраняването му не настъпва сърдечна недостатъчност. Ето ви най-високото ниво!
Хуморалната регулация е свързана с влиянието на някои вещества, като хормони, електролити, разтворени газове и хормона на стреса адреналин. Хормони като глюкагон, тироксин, глюкокортикоиди, ангиотензин, серотонин и калциеви соли причиняват повишен сърдечен ритъм и свиване, както и вазоконстрикция. Против. Ацетилхолин, калиеви йони, липса на кислород, подкисляване вътрешна средаводят до намаляване на контрактилитета на миокарда, а простагландините, брадикининът, хистаминът, АТФ имат обратен ефект.
Опростена диаграма на нервната регулация на функционирането на сърцето може да бъде представена по следния начин: мозъчната кора - ядрата на хипоталамуса - вазомоторния център и ядрата на блуждаещия нерв в продълговатия мозък– гръбначен мозък – интракардиални плексуси. Благодарение на тази система сърцето изпитва безусловен рефлекс на симпатиковата и парасимпатиковата. Както и условнорефлекторни въздействия. Чрез хормони, електролити и др. Извършва се хуморална регулация на сърдечната дейност.
свойства на сърдечния мускул.Сърдечният мускул, както всеки друг мускул, има редица физиологични свойства: възбудимост, проводимост, контрактилност, рефрактерност и автоматичност. · Възбудимост -това е способността на кардиомиоцитите и целия сърдечен мускул да се възбуждат от действието върху него на механични, химични, електрически и други стимули, което намира своето приложение при внезапно спиране на сърцето. Характеристика на възбудимостта на сърдечния мускул е, че той се подчинява на закона „всичко или нищо“. Това означава, че сърдечният мускул не реагира на слаб, подпрагов стимул (т.е. не се възбужда и не се свива) („ нищо”), а на прагов стимул, достатъчен за възбуждане на сила, сърдечният мускул реагира с максималното си свиване („всички”) и с по-нататъшно увеличаване на силата на стимулация отговорът от сърцето не се променя. Това е поради структурните особености на миокарда и бързото разпространение на възбуждането по него през интеркаларните дискове - нексуси и анастомози на мускулни влакна.По този начин силата на сърдечните контракции, за разлика от скелетните мускули, не зависи от силата на стимулация. , този закон, открит от Bowditch, е до голяма степен условен, тъй като проявата на това явление се влияе от определени условия - температура, степен на умора, мускулна разтегливост и редица други фактори. Проводимост -Това е способността на сърцето да провежда възбуждане. Скорост на възбуждане в работния миокард различни отделисърцата не са еднакви. Възбуждането се разпространява през предсърдния миокард със скорост 0,8-1 m/s, а през вентрикуларния миокард със скорост 0,8-0,9 m/s. В атриовентрикуларната област, в зона с дължина и ширина 1 mm, провеждането на възбуждането се забавя до 0,02-0,05 m / s, което е почти 20-50 пъти по-бавно, отколкото в предсърдията. В резултат на това забавяне вентрикуларното възбуждане започва 0,12-0,18 s по-късно от началото на предсърдното възбуждане. Има няколко хипотези, обясняващи механизма на атриовентрикуларното забавяне, но този въпрос изисква допълнително проучване. Това забавяне обаче има голямо биологично значение - осигурява координирано функциониране на предсърдията и вентрикулите. Огнеупорност- състояние на невъзбудимост на сърдечния мускул. Степента на възбудимост на сърдечния мускул се променя по време на сърдечния цикъл. По време на вълнение тя губи способността да реагира на нов импулс на дразнене. Това състояние на пълна невъзбудимост на сърдечния мускул се нарича абсолютна рефрактерност и заема почти цялата систола. След края на абсолютната рефрактерност в началото на диастола, възбудимостта постепенно се нормализира - относителна рефрактерност. По това време (в средата или в края на диастолата) сърдечният мускул е в състояние да отговори на по-силна стимулация с извънредно свиване - екстрасистол. След камерна екстрасистола, когато в атриовентрикуларния възел възниква извънреден импулс, настъпва удължена (компенсаторна) пауза. Това се случва в резултат на факта, че следващият импулс, който идва от синусовия възел, достига до вентрикулите по време на тяхната абсолютна рефрактерност, причинена от екстрасистол, и този импулс или едно свиване на сърцето изпада. След компенсаторна пауза се възстановява нормалният ритъм на сърдечните контракции. Ако се появи допълнителен импулс в синоатриалния възел, тогава възниква извънреден сърдечен цикъл, но без компенсаторна пауза. Паузата в тези случаи ще бъде дори по-кратка от обикновено. След периода на относителна рефрактерност настъпва състояние на повишена възбудимост на сърдечния мускул (период на екзалтация), когато мускулът се възбужда от слаб стимул. Рефрактерният период на сърдечния мускул продължава по-дълго, отколкото в скелетните мускули, така че сърдечният мускул не е способен на дългосрочно титанично свиване. Контрактилитет.Свиваемостта на сърдечния мускул има свои собствени характеристики. Силата на сърдечните контракции зависи от първоначалната дължина на мускулните влакна (закон на Франк-Старлинг). Колкото повече кръв тече към сърцето, толкова повече ще бъдат разтегнати неговите влакна и толкова по-голяма е силата на сърдечните контракции. Това има голямо адаптивно значение, осигурявайки по-пълно изпразване на сърдечните кухини от кръв, което поддържа баланс в количеството на кръвта, която тече към сърцето и изтича от него. Здравото сърце, дори при леко разтягане, реагира с повишено свиване, докато слабото сърце, дори при значително разтягане, само леко увеличава силата на свиването си и изтичането на кръв се извършва поради увеличаване на ритъм на сърдечни контракции. Освен това, ако по някаква причина има прекомерно разтягане на сърдечните влакна извън физиологично допустимите граници, тогава силата на последващите контракции вече не се увеличава, а отслабва. Особеността на контрактилната активност на миокарда е, че за поддържането на тази способност е необходим калций. В среда без калций сърцето не се свива. Доставчиците на енергия за сърдечните контракции са високоенергийни съединения (АТФ и СР). В сърдечния мускул енергията (за разлика от скелетните мускули) се освобождава главно в аеробната фаза, следователно механичната активност на миокарда е линейно свързана със скоростта на абсорбция на кислород. При недостиг на кислород (хипоксемия) се активират анаеробни енергийни процеси, но те само частично компенсират липсващата енергия. Липсата на кислород също влияе негативно върху съдържанието на АТФ и СР в миокарда. Автоматизъм на сърцето -Това е способността да се свиват ритмично под въздействието на импулси, идващи от самото сърце, без никакво дразнене. Автоматизъм на сърцето. Извън тялото, при определени условия, сърцето може да се свива и отпуска, поддържайки правилния ритъм. Способността на сърцето да се свива ритмично под въздействието на импулси, възникващи в него, се нарича автоматизъм. В сърцето се прави разлика между работещи мускули, представени от набраздени мускули, и атипична или специална тъкан, в която възниква и се извършва възбуждане. При хората атипичната тъкан се състои от: синусно-предсърдния възел, разположен на задната стена на дясното предсърдие при вливането на празната вена; атриовентрикуларен (атриовентрикуларен) възел, разположен в дясното предсърдие близо до преградата между предсърдията и вентрикулите; сноп на His (атиовентрикуларен сноп), простиращ се от атриовентрикуларния възел в един ствол. Снопът His, преминаващ през преградата между предсърдията и вентрикулите, се разделя на два крака, отиващи към дясната и лявата камера. Снопът на His завършва в дебелината на мускулите с влакна на Purkinje. Снопът на His е единственият мускулен мост, свързващ предсърдията с вентрикулите.Синоаурикуларният възел е водещият възел в дейността на сърцето (пейсмейкър), в него възникват импулси, които определят честотата на сърдечните контракции. Обикновено атриовентрикуларният възел и снопът His са само предаватели на възбуждане от водещия възел към сърдечния мускул. Проводната система регулира ритмичното свиване на панкреаса.
Електрокардиограма (ЕКГ) е запис на общия електрически потенциал, който се появява по време на възбуждането на много миокардни клетки, а методът на изследване се нарича електрокардиография.За записване на ЕКГ в човек се използват три стандартни биполярни проводника - местоположението на електродите на повърхността на тялото. Първият проводник е на дясната и лявата ръка, вторият проводник е включен дясна ръкаи ляв крак, третият - на лявата ръка и левия крак. В допълнение към стандартните изводи се използват изводи от други точки гръден кошв областта, където се намира сърцето, както и еднополюсни или еднополюсни отвеждания Типичната човешка ЕКГ се състои от пет положителни и отрицателни трептения - зъби,съответстващи на цикъла на сърдечната дейност. Те се обозначават с латинските букви P, Q, R, S, T, а гръдните отвеждания (перикардни) - V (V 1, V 2, V 3, V 4, V 5, V 6). Три зъба (P, R, T) са насочени нагоре (положителни зъби), а два (Q, S) са насочени надолу (отрицателни зъби). P вълната отразява периода на предсърдно възбуждане, продължителността му е 0,08-0,1 s. Сегментът P - Q съответства на провеждането на възбуждане през атриовентрикуларния възел към вентрикулите. Продължава 0,12-0,20 s. Зъбецът Q отразява деполяризацията на интервентрикуларната преграда. R вълната е най-високата в ЕКГ и представлява деполяризация на сърдечния връх, задната и страничната стена на вентрикулите. Вълната S отразява покритието на възбуждането на основата на вентрикулите, вълната Т - процеса на бърза реполяризация на вентрикулите. QRS комплексът съвпада с предсърдната реполяризация. Продължителността му е 0,06-0,1 s. QRST комплексът се причинява от появата и разпространението на възбуждане в камерния миокард, поради което се нарича камерен комплекс. Общата продължителност на QRST е приблизително 0,36 s. Конвенционалната линия, която свързва две ЕКГ точки с най-голяма потенциална разлика, се нарича електрическа ос на сърцето , Електрокардиографията в диагностиката на сърдечните заболявания позволява да се изследват подробно промените в сърдечния ритъм, появата на допълнителен фокус на възбуждане, когато появяват се екстрасистоли, нарушено провеждане на възбуждане по проводната система на сърцето, исхемия, миокарден инфаркт .
Регулация на сърцетоПромените в нивото на физически и емоционален стрес на тялото се записват от различни рецептори (хеморецептори, механорецептори), разположени в различни органи, както и в стените на кръвоносните съдове (например в стената на аортната дъга, в каротиден синус). Промените в състоянието, които те възприемат рефлексивно, предизвикват отговор под формата на промени в нивото на сърдечната дейност. Бързото и прецизно адаптиране на кръвообращението към специфичните нужди на организма се постига благодарение на съвършени и разнообразни механизми за регулиране работата на сърцето. Тези механизми могат да бъдат разделени на три нива: Интракардиална регулация (саморегулация)се дължи на факта, че: самите миокардни клетки са способни да променят силата на свиване в зависимост от степента на тяхното разтягане; натрупват крайни метаболитни продукти, които причиняват промени във функционирането на сърцето. Нервна регулацияосъществява се от дейността на вегетативната нервна система - симпатикова и парасимпатикова, биологично активни вещества, които изменят силата на съкращенията си и др. Нервните импулси, пътуващи до сърцето през клоните на блуждаещия нерв (парасимпатикови импулси), намаляват силата и честотата на контракциите. Импулсите, идващи към сърцето през симпатиковите нерви (техните центрове са разположени в шийния отдел на гръбначния мозък), увеличават честотата и силата на сърдечните контракции. Хуморална регулациясвързани с промени в сърдечната дейност под въздействието на биологично активни вещества и определени йони. Например адреналин, норепинефрин (хормони на надбъбречната кора), глюкагон (хормон на панкреаса), серотонин (произвеждан от жлезите на чревната лигавица), тироксин (хормон на щитовидната жлеза) и др., както и калциевите йони повишават сърдечната дейност. Ацетилхолинът и калиевите йони намаляват сърдечната функция.
Хуморалната и нервната регулация на сърцето обикновено осигуряват адаптирането на сърдечната дейност към външни условия. В нормалното състояние на тялото стените на артериите са леко напрегнати и луменът им е стеснен. От съдово-моторния център импулсите постоянно пристигат по съдово-моторните нерви, причинявайки постоянен тонус. Нервните окончания в стените на кръвоносните съдове реагират на промените в налягането и химичния състав на кръвта, предизвиквайки възбуда в тях. Това възбуждане навлиза в централната нервна система, което води до рефлексна промяна в сърдечно-съдовата дейност: увеличаване или намаляване на диаметъра на кръвоносните съдове, но същият ефект възниква под влияние на хуморални фактори, химически вещества, които са в кръвта и идват тук с храната. Сред тях има както вазодилататори, така и вазоконстриктори.
Под регулиране на сърдечната дейностразберете неговата адаптация към нуждите на тялото от кислород и хранителни веществаах, реализирани чрез промени в кръвния поток.
Тъй като се получава от честотата и силата на сърдечните контракции, регулирането може да се извърши чрез промяна на честотата и (или) силата на неговите контракции.
Механизмите на неговата регулация оказват особено силно влияние върху работата на сърцето по време на физическа дейност, когато сърдечната честота и ударният обем могат да се увеличат 3 пъти, МОК - 4-5 пъти, а при спортисти от висок клас - 6 пъти. Едновременно с промените в показателите за сърдечна функция при промяна физическа дейност, емоционални и психологическо състояниепромяна на метаболизма и коронарния кръвен поток на човек. Всичко това се случва благодарение на функционирането сложни механизмирегулиране на сърдечната дейност. Сред тях се разграничават интракардиални (интракардиални) и екстракардиални (екстракардиални) механизми.
Интракардиални механизми, регулиращи сърдечната функция
Интракардиалните механизми, които осигуряват саморегулация на сърдечната дейност, се разделят на миогенни (вътреклетъчни) и нервни (извършвани от интракардиалната нервна система).
Вътреклетъчни механизмисе реализират поради свойствата на миокардните влакна и се появяват дори на изолирано и денервирано сърце. Един от тези механизми е отразен в закона на Франк-Старлинг, който също се нарича закон за хетерометрична саморегулация или закон на сърцето.
Закон на Франк-Старлингзаявява, че с увеличаване на разтягането на миокарда по време на диастола, силата на неговото съкращение по време на систола се увеличава. Този модел се разкрива, когато миокардните влакна са разтегнати с не повече от 45% от първоначалната им дължина. По-нататъшното разтягане на миокардните влакна води до намаляване на ефективността на контракцията. Силното разтягане създава риск от развитие на тежка сърдечна патология.
IN природни условиястепента на вентрикуларно разтягане зависи от големината на крайния диастоличен обем, определен от пълненето на вентрикулите с кръв, постъпваща от вените по време на диастола, големината на крайния систоличен обем и силата на предсърдното свиване. Колкото по-голямо е венозното връщане на кръвта към сърцето и стойността на крайния диастоличен обем на вентрикулите, толкова по-голяма е силата на тяхното свиване.
Увеличаването на притока на кръв към вентрикулите се нарича обем на натоварванеили предварително натоварване.Увеличаване на контрактилната активност на сърцето и увеличаване на обема сърдечен дебитс увеличаване на предварителното натоварване, те не изискват голямо увеличение на разходите за енергия.
Един от моделите на сърдечна саморегулация е открит от Анреп (феномен на Анреп). Изразява се в това, че с увеличаване на съпротивлението на изтласкването на кръвта от вентрикулите се увеличава силата на тяхното свиване. Това повишаване на резистентността към изхвърляне на кръв се нарича натоварвания под наляганеили последващо натоварване.Увеличава се с повишаване на кръвните нива. При тези условия работата и енергийните нужди на вентрикулите рязко се увеличават. Повишаване на съпротивлението срещу изтласкване на кръв от лявата камера също може да се развие със стеноза аортна клапаи стесняване на аортата.
Феноменът на Боудич
Друг модел на сърдечна саморегулация е отразен във феномена на Bowditch, наричан още феномен на стълбището или закон за хомеометрична саморегулация.
Стълбата на Боудич (ритмична йонотропна зависимост 1878)- постепенно увеличаване на силата на сърдечните контракции до максимална амплитуда, наблюдавано при последователно прилагане на стимули с постоянна сила.
Законът за хомеометричната саморегулация (феномен на Боудич) се проявява във факта, че с увеличаването на сърдечната честота силата на свиване се увеличава. Един от механизмите за увеличаване на свиването на миокарда е увеличаването на съдържанието на Ca 2+ йони в саркоплазмата на миокардните влакна. При чести възбуждания Ca 2+ йони нямат време да бъдат отстранени от саркоплазмата, което създава условия за по-интензивно взаимодействие между актиновите и миозиновите нишки. Феноменът на Bowditch е открит на изолирано сърце.
При естествени условия проявата на хомеометрична саморегулация може да се наблюдава, когато рязко увеличениетонус на симпатиковата нервна система и повишаване на нивото на адреналина в кръвта. IN клинични настройкинякои прояви на това явление могат да се наблюдават при пациенти с тахикардия, когато сърдечната честота се увеличава бързо.
Неврогенен интракардиален механизъмосигурява саморегулация на сърцето чрез рефлекси, чиято дъга се затваря в сърцето. Телата на невроните, които изграждат тази рефлексна дъга, се намират в интракардиалните нервни плексуси и ганглии. Интракардиалните рефлекси се задействат от рецептори за разтягане, присъстващи в миокарда и коронарни съдове. Г.И. Косицки в експеримент върху животни установи, че при разтягане на дясното предсърдие рефлексивно се увеличава свиването на лявата камера. Това влияние от предсърдията към вентрикулите се открива само при ниско кръвно налягане в аортата. Ако налягането в аортата е високо, тогава активирането на предсърдните рецептори за разтягане рефлексивно инхибира силата на камерната контракция.
Екстракардиални механизми, регулиращи сърдечната функция
Екстракардиалните механизми за регулиране на сърдечната дейност се делят на нервни и хуморални. Тези регулаторни механизми възникват с участието на структури, разположени извън сърцето (ЦНС, екстракардиални автономни ганглии, ендокринни жлези).
Интракардиални механизми, регулиращи сърдечната функция
Интракардиални (интракардиални) регулаторни механизми -регулаторни процеси, които възникват в сърцето и продължават да функционират в изолирано сърце.
Интракардиалните механизми се разделят на: вътреклетъчни и миогенни механизми. Пример вътреклетъчен механизъмрегулиране е хипертрофията на миокардните клетки поради повишен синтез на контрактилни протеини при спортни животни или животни, ангажирани с тежка физическа работа.
Миогенни механизмирегулацията на сърдечната дейност включва хетерометрични и хомеометрични видове регулация. Пример хетерометрично регулиранеЗа основа може да служи законът на Франк-Старлинг, който гласи, че колкото по-голям е притокът на кръв към дясното предсърдие и съответното увеличение на дължината на мускулните влакна на сърцето по време на диастола, толкова по-силно е сърцето да се свива по време на систола. Хомеометричен типрегулацията зависи от налягането в аортата - колкото по-голямо е налягането в аортата, толкова по-силно се свива сърцето. С други думи, силата на сърдечната контракция се увеличава с увеличаване на съпротивлението. главни съдове. В този случай дължината на сърдечния мускул не се променя и затова този механизъм се нарича хомеометричен.
Саморегулация на сърцето- способността на кардиомиоцитите независимо да променят естеството на свиване, когато степента на разтягане и деформация на мембраната се промени. Този тип регулиране е представен от хетерометрични и хомеометрични механизми.
Хетерометричен механизъм -увеличаване на силата на свиване на кардиомиоцитите с увеличаване на първоначалната им дължина. Медиира се от вътреклетъчни взаимодействия и е свързано с промяна в относителното положение на актинови и миозинови миофиламенти в миофибрилите на кардиомиоцитите, когато миокардът се разтяга от кръв, навлизаща в сърдечната кухина (увеличаване на броя на миозиновите мостове, способни да свързват миозина и актинови нишки по време на контракция). Този тип регулиране е установено върху кардиопулмонален препарат и е формулирано под формата на закона на Франк-Старлинг (1912 г.).
Хомеометричен механизъм- увеличаване на силата на сърдечните контракции с увеличаване на съпротивлението в големите съдове. Механизмът се определя от състоянието на кардиомиоцитите и междуклетъчните връзки и не зависи от разтягането на миокарда от притока на кръв. С хомеометричната регулация се повишава ефективността на енергийния обмен в кардиомиоцитите и се активира работата на интеркаларните дискове. Този видрегулацията е открита за първи път от G.V. Anrep през 1912 г. и се нарича ефект на Anrep.
Сърдечни рефлекси- рефлексни реакции, които възникват в механорецепторите на сърцето в отговор на разтягане на неговите кухини. При разтягане на предсърдията сърдечен пулсможе или да ускори, или да забави. При разтягане на вентрикулите, като правило, има намаляване на сърдечната честота. Доказано е, че тези реакции се осъществяват с помощта на интракардиални периферни рефлекси (G.I. Kositsky).
Екстракардиални механизми, регулиращи сърдечната функция
Екстракардиални (екстракардиални) регулаторни механизми -регулаторни влияния, които възникват извън сърцето и не функционират в него изолирано. Екстракардиалните механизми включват нервно-рефлексна и хуморална регулация на сърдечната дейност.
Нервна регулацияРаботата на сърцето се осъществява от симпатиковия и парасимпатиковия отдел на автономната нервна система. Симпатичен отделстимулира дейността на сърцето и потиска парасимпатикуса.
Симпатикова инервацияпроизхожда от страничните рога на горните гръдни сегменти на гръбначния мозък, където са разположени телата на преганглионарните симпатикови неврони. Достигайки сърцето, влакната на симпатиковите нерви проникват в миокарда. Възбудните импулси, пристигащи по постганглионарните симпатикови влакна, предизвикват освобождаване в клетките контрактилен миокарди клетки от проводната система на медиатора норепинефрин. Активирането на симпатиковата система и освобождаването на норепинефрин има определени ефекти върху сърцето:
- хронотропен ефект - повишена честота и сила на сърдечните контракции;
- инотропен ефект - увеличаване на силата на контракциите на вентрикуларния и предсърдния миокард;
- дромотропен ефект - ускоряване на възбуждането в атриовентрикуларния (атриовентрикуларен) възел;
- батмотропен ефект - съкращаване на рефрактерния период на вентрикуларния миокард и повишаване на тяхната възбудимост.
Парасимпатикова инервациясърцето се извършва от блуждаещия нерв. Телата на първите неврони, чиито аксони образуват блуждаещите нерви, се намират в продълговатия мозък. Аксоните, образуващи преганглионарни влакна, проникват в сърдечните интрамурални ганглии, където са разположени втори неврони, чиито аксони образуват постганглионарни влакна, инервиращи синоатриалния (синоатриален) възел, атриовентрикуларен възел и вентрикуларната проводна система. Нервните окончания на парасимпатиковите влакна освобождават невротрансмитера ацетилхолин. Активиране парасимпатикова системаима отрицателни хроно-, ино-, дромо-, батмотропни ефекти върху сърдечната дейност.
Рефлекторна регулацияРаботата на сърцето се осъществява и с участието на автономната нервна система. Рефлексните реакции могат да инхибират и възбуждат сърдечните контракции. Тези промени в сърдечната функция възникват, когато се стимулират различни рецептори. Например, в дясното предсърдие и в устията на празната вена има механорецептори, чието стимулиране предизвиква рефлекторно увеличаване на сърдечната честота. В някои области съдова системаима рецептори, които се активират при промени в кръвното налягане в съдовете - съдови рефлексогенни зони, осигуряващи аортни и синокаротидни рефлекси. Рефлексното влияние от механорецепторите на каротидния синус и аортната дъга е особено важно, когато кръвно налягане. В този случай тези рецептори се възбуждат и тонусът на блуждаещия нерв се повишава, което води до инхибиране на сърдечната дейност и намаляване на налягането в големите съдове.
Хуморална регулация -промени в дейността на сърцето под въздействието на различни, включително физиологично активни вещества, циркулиращи в кръвта.
Хуморалната регулация на сърцето се осъществява с помощта на различни съединения. По този начин излишъкът от калиеви йони в кръвта води до намаляване на силата на сърдечните контракции и намаляване на възбудимостта на сърдечния мускул. Излишъкът от калциеви йони, напротив, увеличава силата и честотата на сърдечните контракции и увеличава скоростта на разпространение на възбуждането през проводната система на сърцето. Адреналинът повишава честотата и силата на сърдечните контракции, а също така подобрява коронарния кръвен поток в резултат на стимулиране на р-адренергичните рецептори на миокарда. Хормонът тироксин, кортикостероидите и серотонинът имат подобен стимулиращ ефект върху сърцето. Ацетилхолинът намалява възбудимостта на сърдечния мускул и силата на неговите контракции, а норепинефринът стимулира сърдечната дейност.
Липсата на кислород в кръвта и излишъкът на въглероден диоксид инхибират контрактилната активност на миокарда.
Човешкото сърце, работещо непрекъснато, дори и при спокоен начин на живот, изпомпва около 10 тона кръв на ден, 4000 тона годишно и около 300 000 тона през целия живот в артериалната система. В същото време сърцето винаги точно отговаря на нуждите на тялото, като постоянно поддържа изисквано нивокръвотечение
Адаптирането на сърдечната дейност към променящите се нужди на организма става чрез редица регулаторни механизми. Някои от тях се намират в самото сърце - това е интракардиален регулаторни механизми. Те включват вътреклетъчни регулаторни механизми, регулация на междуклетъчните взаимодействия и невронни механизми - интракардиални рефлекси. ДА СЕ екстракардиални регулаторни механизмивключват екстракардиални нервни и хуморални механизми, регулиращи сърдечната дейност.
Интракардиални регулаторни механизми
Вътреклетъчни регулаторни механизмиосигуряват промяна в интензивността на миокардната активност в съответствие с количеството кръв, която тече към сърцето. Този механизъм се нарича "закон на сърцето" (закон на Франк-Стерлинг): силата на свиване на сърцето (миокарда) е пропорционална на степента на неговото разтягане в диастола, т.е. първоначалната дължина на неговите мускулни влакна. По-силното разтягане на миокарда по време на диастола съответства на увеличен приток на кръв към сърцето. В същото време във всяка миофибрила актиновите нишки се движат в по-голяма степен от пространствата между миозиновите нишки, което означава, че броят на резервните мостове се увеличава, т.е. тези актинови точки, които свързват актинови и миозинови нишки по време на контракция. Следователно, колкото повече се разтяга всяка клетка, толкова повече може да се съкрати по време на систола. Поради тази причина сърцето изпомпва в артериалната система количеството кръв, което тече към него от вените.
Регулиране на междуклетъчните взаимодействия.Установено е, че интеркаларните дискове, свързващи миокардните клетки, имат различна структура. Някои области на интеркаларните дискове изпълняват чисто механична функция, други осигуряват транспорт на необходимите за това вещества през мембраната на кардиомиоцитите, а трети - нексуси,или близки контакти, провеждат възбуждане от клетка на клетка. Нарушаването на междуклетъчните взаимодействия води до асинхронно възбуждане на миокардните клетки и появата на сърдечна аритмия.
Интракардиални периферни рефлекси.В сърцето се намират така наречените периферни рефлекси, чиято дъга се затваря не в централната нервна система, а в интрамуралните ганглии на миокарда. Тази система включва аферентни неврони, чиито дендрити образуват рецептори за разтягане на миокардни влакна и коронарни съдове, интеркаларни и еферентни неврони. Аксоните на последния инервират миокарда и гладките мускули на коронарните съдове. Тези неврони са свързани помежду си чрез синоптични връзки, образувайки интракардиални рефлексни дъги.
Експериментът показа, че увеличаването на разтягането на миокарда на дясното предсърдие (при естествени условия това се случва с увеличаване на притока на кръв към сърцето) води до повишени контракции на лявата камера. По този начин контракциите се засилват не само в тази част на сърцето, чийто миокард се разтяга директно от притока на кръв, но и в други части, за да се „освободи място“ за притока на кръв и да се ускори освобождаването й в артериалната система. . Доказано е, че тези реакции се осъществяват с помощта на интракардиални периферни рефлекси.
Такива реакции се наблюдават само на фона на ниско начално кръвоснабдяване на сърцето и при незначителна стойност на кръвното налягане в устието на аортата и коронарните съдове. Ако камерите на сърцето са препълнени с кръв и налягането в устието на аортата и коронарните съдове е високо, тогава разтягането на венозните приемници в сърцето инхибира контрактилната активност на миокарда. В този случай сърцето изхвърля в аортата в момента на систола по-малко от нормалното количество кръв, съдържащо се във вентрикулите. Задържането дори на малък допълнителен обем кръв в камерите на сърцето повишава диастоличното налягане в неговите кухини, което води до намаляване на притока на венозна кръв към сърцето. Прекомерният обем кръв, който, ако внезапно се освободи в артериите, може да причини вредни последици, се задържа в венозна система. Играят подобни реакции важна роляв регулирането на кръвообращението, осигурявайки стабилност на кръвоснабдяването артериална система.
Намаляването на сърдечния дебит също би представлявало опасност за тялото - може да причини критичен спад на кръвното налягане. Тази опасност се предотвратява и от регулаторните реакции на интракардиалната система.
Недостатъчното запълване на камерите на сърцето и коронарното легло с кръв причинява повишени миокардни контракции чрез интракардиални рефлекси. В същото време в момента на систола в аортата се освобождава по-голямо от нормалното количество кръв, съдържаща се в тях. Това предотвратява опасността от недостатъчно кръвоснабдяване на артериалната система. Докато се отпуснат, вентрикулите съдържат по-малко кръв от нормалното, което увеличава притока на венозна кръв към сърцето.
В естествени условия интракардиалната нервна система не е автономна. Ще изгорите най-ниското звено в сложна йерархия нервни механизмирегулиране дейността на сърцето. По-високо звено в йерархията са сигналите, идващи през симпатикуса и блуждаещия нерв, екстракардиалната нервна система, регулираща сърцето.
Екстракардиални регулаторни механизми
Работата на сърцето се осигурява от нервни и хуморални регулаторни механизми. Нервната регулация за сърцето няма задействащ ефект, тъй като е автоматична. Нервната система осигурява адаптация на сърцето във всеки момент, към който тялото се адаптира външни условияи за промени в дейността си.
Еферентна инервация на сърцето.Работата на сърцето се регулира от два нерва: вагус (или вагус), който принадлежи към парасимпатиковата нервна система, и симпатикус. Тези нерви се образуват от два неврона. Телата на първите неврони, чиито процеси изграждат блуждаещия нерв, се намират в продълговатия мозък. Процесите на тези неврони завършват в инграмуралните ганглии на сърцето. Тук са вторите неврони, чиито процеси отиват към проводната система, миокарда и коронарните съдове.
Първите неврони на симпатиковата нервна система, която регулира работата на сърцето, лежат в страничните рога I-V гръден кошсегменти на гръбначния мозък. Процесите на тези неврони завършват в цервикалните и горните гръдни симпатикови ганглии. Тези възли съдържат втори неврони, чиито процеси отиват към сърцето. Повечето от симпатиковите нервни влакна са насочени към сърцето от звездния ганглий. Нервите, идващи от десния симпатиков ствол, се приближават главно към синусовия възел и предсърдните мускули, а нервите от лявата страна се приближават главно към атриовентрикуларния възел и вентрикуларните мускули (фиг. 1).
Нервната система причинява следните ефекти:
- хронотропен -промяна в сърдечната честота;
- инотропен -промяна в силата на контракциите;
- батмотропен -промяна в сърдечната възбудимост;
- дромотропен -промени в проводимостта на миокарда;
- тонотропен -промяна в тонуса на сърдечния мускул.
Нервна екстракардиална регулация. Влиянието на блуждаещия и симпатиковия нерв върху сърцето
През 1845 г. братята Вебер наблюдават сърдечен арест при раздразнение на продълговатия мозък в областта на ядрото на блуждаещия нерв. След трансекция на вагусните нерви този ефект отсъства. От това се заключава, че блуждаещият нерв инхибира дейността на сърцето. Допълнителни изследвания от много учени разшириха разбирането за инхибиторното влияние на блуждаещия нерв. Доказано е, че при дразнене честотата и силата на сърдечните съкращения, възбудимостта и проводимостта на сърдечния мускул намаляват. След пресичане на вагусните нерви, поради премахване на инхибиторния им ефект, се наблюдава увеличаване на амплитудата и честотата на сърдечните контракции.
Ориз. 1. Схема на инервация на сърцето:
С - сърце; М - продълговатия мозък; CI - ядро, което инхибира дейността на сърцето; SA - ядро, което стимулира дейността на сърцето; LH - страничен рог на гръбначния мозък; 75 - симпатичен багажник; V- еферентни влакна на блуждаещия нерв; D - нервен депресор (аферентни влакна); S - симпатикови влакна; А - спинални аферентни влакна; CS - каротиден синус; B - аферентни влакна от дясното предсърдие и вена кава
Влиянието на блуждаещия нерв зависи от интензивността на стимулацията. При слаба стимулация се наблюдават отрицателни хронотропни, инотропни, батмотропни, дромотропни и тонотропни ефекти. При силно дразнене настъпва сърдечен арест.
Първите подробни изследвания на симпатиковата нервна система върху дейността на сърцето принадлежат на братя Tsion (1867), а след това на I.P. Павлова (1887).
Братята Зион наблюдават увеличаване на сърдечната честота при дразнене на гръбначния мозък в областта, където се намират невроните, регулиращи дейността на сърцето. След пресичане на симпатиковите нерви, същото дразнене на гръбначния мозък не предизвиква промени в дейността на сърцето. Установено е, че симпатиковите нерви, инервиращи сърцето, имат положителен ефект върху всички аспекти на сърдечната дейност. Те предизвикват положителен хронотропен, инотропен, батмотропен, дромотропен и тонотропен ефект.
Допълнителни изследвания от I.P. Павлов показа, че нервните влакна, които изграждат симпатиковия и блуждаещия нерв, влияят върху различни аспекти на сърдечната дейност: някои променят честотата, докато други променят силата на сърдечните контракции. Бяха наречени клонове на симпатиковия нерв, при дразнене на които се увеличава силата на сърдечните контракции. Укрепващият нерв на Павлов.Установено е, че усилващият ефект на симпатиковите нерви е свързан с повишаване на метаболитните нива.
Открити са и влакна в блуждаещия нерв, които влияят само на честотата и само на силата на сърдечните контракции.
Честотата и силата на контракциите се влияят от влакната на блуждаещия и симпатиковия нерв, приближаващи се до синусовия възел, а силата на контракциите се променя под въздействието на влакна, приближаващи се до атриовентрикуларния възел и вентрикуларния миокард.
Нерв вагусадаптира се лесно към дразнене, така че ефектът му може да изчезне въпреки продължаващото дразнене. Това явление се нарича "бягство на сърцето от влиянието на вагуса."Блуждаещият нерв има по-висока възбудимост, в резултат на което реагира на по-малка сила на дразнене от симпатикуса и има кратък латентен период.
Следователно при еднакви условия на стимулация ефектът на блуждаещия нерв се проявява по-рано от симпатиковия.
Механизмът на влияние на блуждаещия и симпатиковия нерв върху сърцето
През 1921 г. изследванията на О. Леви показват, че влиянието на блуждаещия нерв върху сърцето се предава по хуморален път. При експерименти Леви причинява силно дразнене на блуждаещия нерв, което води до сърдечен арест. След това взеха кръв от сърцето и я приложиха към сърцето на друго животно; В същото време се наблюдава същият ефект - инхибиране на сърдечната дейност. По абсолютно същия начин ефектът на симпатикуса може да се прехвърли върху сърцето на друго животно. Тези експерименти показват, че когато нервите са раздразнени, те се секретират активно в техните окончания. активни съставки, които или инхибират, или стимулират дейността на сърцето: ацетилхолин се освобождава в окончанията на блуждаещия нерв, а норепинефрин в окончанията на симпатикуса.
Когато сърдечните нерви са раздразнени под въздействието на медиатор, мембранният потенциал на мускулните влакна на сърдечния мускул се променя. При стимулиране на блуждаещия нерв настъпва хиперполяризация на мембраната, т.е. мембранният потенциал се увеличава. Основата за хиперполяризация на сърдечния мускул е повишаването на пропускливостта на мембраната за калиеви йони.
Влиянието на симпатиковия нерв се предава чрез медиатора норепинефрин, който предизвиква деполяризация на постсинаптичната мембрана. Деполяризацията е свързана с повишаване на пропускливостта на мембраната за натрий.
Знаейки, че блуждаещият нерв хиперполяризира, а симпатиковият нерв деполяризира мембраната, можем да обясним всички ефекти на тези нерви върху сърцето. Тъй като мембранният потенциал се увеличава, когато блуждаещият нерв се стимулира, е необходима по-голяма сила на стимулация, за да се постигне критично ниводеполяризация и получаване на отговор и това показва намаляване на възбудимостта (отрицателен батмотропен ефект).
Отрицателният хронотропен ефект се дължи на факта, че при голяма сила на вагусно дразнене хиперполяризацията на мембраната е толкова голяма, че настъпилата спонтанна деполяризация не може да достигне критично ниво и отговорът не настъпва - настъпва сърдечен арест.
При ниска честота или сила на дразнене на блуждаещия нерв, степента на хиперполяризация на мембраната е по-малка и спонтанната деполяризация постепенно достига критично ниво, в резултат на което възникват редки контракции на сърцето (отрицателен дромотропен ефект).
Когато симпатиковият нерв се стимулира дори с малка сила, настъпва деполяризация на мембраната, която се характеризира с намаляване на величината на мембранния и праговия потенциал, което показва повишаване на възбудимостта (положителен батмотропен ефект).
Тъй като мембраната на мускулните влакна на сърцето се деполяризира под въздействието на симпатиковия нерв, времето на спонтанна деполяризация, необходимо за достигане на критично ниво и появата на потенциал за действие, намалява, което води до увеличаване на сърдечната честота.
Тон на сърдечните нервни центрове
Невроните на централната нервна система, които регулират дейността на сърцето, са в добра форма, т.е. до определена степен на активност. Следователно импулси от тях непрекъснато текат към сърцето. Тонусът на центъра на блуждаещите нерви е особено изразен. Тонусът на симпатиковите нерви е слабо изразен и понякога липсва.
Наличието на тонизиращи влияния, идващи от центровете, може да се наблюдава експериментално. Ако и двата вагусови нерва са прерязани, има значително увеличение на сърдечната честота. При хората влиянието на блуждаещия нерв може да бъде изключено чрез действието на атропин, след което се наблюдава и повишаване на сърдечната честота. Наличието на постоянен тонус на центровете на блуждаещите нерви се доказва и от експерименти с регистриране на нервните потенциали в момента на дразнене. Следователно импулсите пристигат от централната нервна система по блуждаещите нерви, инхибирайки дейността на сърцето.
След пресичане на симпатиковите нерви се наблюдава леко намаляване на броя на сърдечните контракции, което показва постоянно стимулиращо действие върху сърцето на центровете на симпатиковите нерви.
Тонусът на центровете на сърдечните нерви се поддържа от различни рефлексни и хуморални влияния. Особено важни са импулсите, идващи от съдови рефлексогенни зониразположени в областта на аортната дъга и каротидния синус (мястото, където каротидната артерия се разклонява на външна и вътрешна). След пресичане на депресорния нерв и нерва на Херинг, идващи от тези зони към централната нервна система, тонусът на центровете на блуждаещите нерви намалява, което води до увеличаване на сърдечната честота.
Състоянието на сърдечните центрове се влияе от импулси, идващи от други интеро- и екстерорецептори на кожата и някои вътрешни органи(например черва и др.).
Открити са редица хуморални фактори, които влияят върху тонуса на сърдечните центрове. Например надбъбречният хормон адреналин повишава тонуса на симпатикуса, а калциевите йони имат същия ефект.
Състоянието на тонуса на сърдечните центрове също се влияе от надлежащите участъци, включително кората на главния мозък.
Рефлекторна регулация на сърдечната дейност
При естествени условия на дейност на организма честотата и силата на сърдечните съкращения постоянно се променят в зависимост от влиянието на факторите на околната среда: извършване на физическа активност, движение на тялото в пространството, влияние на температурата, промени в състоянието на вътрешните органи и др.
Основата на адаптивните промени в сърдечната дейност в отговор на различни външни влиянияпредставляват рефлексни механизми. Възбуждането, което възниква в рецепторите, преминава по аферентни пътища към различни отделиЦНС, влияе върху регулаторните механизми на сърдечната дейност. Установено е, че невроните, които регулират дейността на сърцето, се намират не само в продълговатия мозък, но и в кората на главния мозък, диенцефалона (хипоталамуса) и малкия мозък. От тях импулсите отиват към продълговатия мозък и гръбначния мозък и променят състоянието на центровете за парасимпатикова и симпатикова регулация. Оттук импулсите се придвижват по блуждаещия и симпатиковия нерв към сърцето и предизвикват забавяне и отслабване или ускоряване и засилване на неговата дейност. Следователно те говорят за вагусов (инхибиторен) и симпатичен (стимулиращ) рефлексен ефект върху сърцето.
Постоянните корекции в работата на сърцето се извършват чрез въздействието на съдовите рефлексогенни зони - аортната дъга и каротидния синус (фиг. 2). Когато кръвното налягане се повиши в аортата или каротидните артерии, барорецепторите се стимулират. Възникващото в тях възбуждане преминава към централната нервна система и повишава възбудимостта на центъра на блуждаещите нерви, в резултат на което се увеличава броят на инхибиторните импулси, преминаващи по тях, което води до забавяне и отслабване на сърдечните контракции; Следователно количеството кръв, изхвърлено от сърцето в съдовете, намалява и налягането намалява.
Ориз. 2. Синокаротидни и аортни рефлексогенни зони: 1 - аорта; 2 - общ каротидни артерии; 3 - каротиден синус; 4 - синусов нерв (Херинг); 5 - аортен нерв; 6 - каротидно тяло; 7 - блуждаещ нерв; 8 - глософарингеален нерв; 9 - вътрешна каротидна артерия
Вагалните рефлекси включват окулокардиалния рефлекс на Ашнер, рефлекса на Голц и др. Рефлекс Литераизразява се в това, което се получава при натискане на очни ябълкирефлекторно намаляване на броя на сърдечните контракции (с 10-20 на минута). Рефлекс на Голцсе крие във факта, че когато се приложи механично дразнене на червата на жабата (стискане с пинсети, потупване), сърцето спира или се забавя. Сърдечен арест може да се наблюдава и при човек, когато има удар в слънчевия сплит или когато се потопи в студена вода (вагусен рефлекс от кожни рецептори).
Симпатичните сърдечни рефлекси възникват при различни емоционални влияния, болезнени стимули и физическа активност. В този случай може да възникне повишаване на сърдечната дейност поради не само увеличаване на влиянието на симпатиковите нерви, но и намаляване на тонуса на центровете на вагусните нерви. Причинителят на хеморецепторите на съдовите рефлексогенни зони може да бъде повишено съдържание на различни киселини в кръвта (въглероден диоксид, млечна киселина и др.) И колебания в активната кръвна реакция. В този случай настъпва рефлексно увеличаване на сърдечната дейност, което осигурява най-бързото отстраняване на тези вещества от тялото и възстановяване на нормалния състав на кръвта.
Хуморална регулация на сърдечната дейност
Химическите вещества, които влияят върху дейността на сърцето, условно се разделят на две групи: парасимпатикотропни (или ваготропни), действащи като вагуса, и симпатикотропни, като симпатиковите нерви.
ДА СЕ парасимпатикотропни веществавключват ацетилхолин и калиеви йони. При повишаване на съдържанието им в кръвта дейността на сърцето се забавя.
ДА СЕ симпатикотропни веществавключват адреналин, норепинефрин и калциеви йони. Тъй като съдържанието им в кръвта се увеличава, сърдечната честота се увеличава и се увеличава. Глюкагонът, ангиотензинът и серотонинът имат положителен инотропен ефект, тироксинът има положителен хронотропен ефект. Хипоксемията, хиперкаиният и ацидозата инхибират контрактилната активност на миокарда.
Сърцето е кух, мускулест орган с форма на конус. Сърцето се намира в гръдния кош, зад гръдната кост. Разширената му част - основата - е обърната нагоре, назад и надясно, а тесният връх - надолу, напред, наляво. Две трети от сърцето са в лявата половина на гръдния кош, една трета е в дясната половина.
Устройството на човешкото сърце
Стените на сърцето имат три слоя:
- Външният слой, покриващ повърхността на сърцето, е представен от серозни клетки и се нарича епикард;
- средният слой се формира от специална напречна ивица мускулна тъкан. Свиването на сърдечния мускул, въпреки че е набраздено, възниква неволно. Дебелина мускулна стенапредсърдията са по-слабо изразени от мускулната стена на вентрикулите. Средният слой се нарича миокарда;
- вътрешен слой - ендокард- представени от ендотелни клетки. Той облицова вътрешността на камерите на сърцето и образува сърдечните клапи.
Сърцето се намира в перикардната торбичка - перикард, който отделя течност, която намалява триенето на сърцето по време на контракциите.
Непрекъсната надлъжна преграда разделя сърцето на две половини, които не комуникират помежду си - дясната и лявата (камери на сърцето):
- В горната част на двете половини са дясното и лявото предсърдие;
- в долната част - дясната и лявата камера.
По този начин, Човешкото сърце има четири камери.
Камари на човешкото сърце Поради по-голямото развитие на миокарда (по-голямото натоварване), стените на лявата камера са много по-дебели от стените на дясната.
Дясното предсърдие получава кръв от всички части на тялото през горната и долната празна вена. От дясната камера излиза белодробният ствол, през който венозната кръв навлиза в белите дробове.
Четири белодробни вени се вливат в лявото предсърдие, носейки артериална кръвот белите дробове. Аортата излиза от лявата камера, пренасяйки артериална кръв към голям кръгкръвообръщение
- В дясната му половина има венозна кръв;
- в ляво - артериална.
Сърдечни клапи
Предсърдията и вентрикулите комуникират помежду си чрез атриовентрикуларни отвори, оборудвани с листови клапи.
- Между дясното предсърдие и дясната камера клапата има три платна ( трикуспидален) - трикуспидна клапа.
- между лявото предсърдие и лявата камера - две платна ( двукрила) - митрална клапа.
Сухожилните нишки са прикрепени към свободните ръбове на клапите, обърнати към вентрикула. В другия си край те са прикрепени към стената на вентрикула. Това им пречи да се обърнат към предсърдията и предотвратява връщането на кръвта от вентрикулите в предсърдията.
В аортата, на границата й с лявата камера и в белодробния ствол, на границата с дясната камера, има клапи под формата на три джоба, които се отварят по посока на кръвния поток в тези съдове. Поради формата си клапаните се наричат полулунен. Когато налягането във вентрикулите намалее, те се пълнят с кръв, краищата им се затварят, затваряйки лумена на аортата и белодробния ствол и предотвратяват връщането на кръвта към сърцето.
По време на сърдечната дейност сърдечният мускул извършва огромна работа. Поради това се нуждае от постоянен поток от хранителни вещества, кислород и отстраняване на продуктите от гниене. Сърцето получава артериална кръв от две артерии - дясна и лява, които започват от аортата под платната на полулунните клапи. Разположени на границата между предсърдията и вентрикулите във формата на корона или венец, тези артерии се наричат коронарен (коронарна). От сърдечния мускул кръвта се събира в собствените вени на сърцето, които се вливат в дясното предсърдие.
Причината за движението на кръвта през кръвоносни съдовее разликата в налягането в артериите и вените. Тази разлика в налягането се създава и поддържа от ритмичните контракции на сърцето. Човешкото сърце в покой извършва около 70 ритмични съкращения в минута, изпомпвайки около 5 литра кръв. За 70 години от живота на човек сърцето му изпомпва около 150 хиляди тона кръв - невероятно представяне за орган с тегло 300 g! Причината за това представяне е ритмичният характер на сърдечните контракции.
Сърдечният цикъл се състои от три фази: предсърдна контракция, камерна контракция и обща пауза. Първата фаза е с продължителност 0.1s, втората - 0.3 и третата - 0.4s. По време на обща паузаИ предсърдията, и вентрикулите са отпуснати.
По време на сърдечния цикъл предсърдията се свиват за 0,1 s и са в отпуснато състояние за 0,7 s; вентрикулите се свиват за 0,3 s и почиват за 0,5 s. Това обяснява способността на сърдечния мускул да работи, без да се уморява през целия живот.
Автоматизъм на сърцето
За разлика от набраздения скелетен мускул, влакната на сърдечния мускул са свързани помежду си чрез процеси и следователно възбуждането от една област на сърцето може да се разпространи към други мускулни влакна.
Сърдечните удари са неволни. Човек не може да увеличи или промени сърдечната честота. В същото време сърцето има автоматизъм. Това означава, че импулсите, водещи до свиване, възникват сами по себе си, докато скелетни мускулите идват по центробежни влакна от централната нервна система.
Сърцето на жабата, поставено в разтвор, който замества кръвта, продължава да бие ритмично дълго време. Причината за автоматичността на сърцето не може да бъде напълно изяснена. Въпреки това, електрофизиологичните изследвания показват, че в клетките на проводната система на сърцето възникват ритмични потенциални промени. клетъчната мембрана, причинявайки появата на възбуда, която предизвиква свиване на сърдечния мускул.
Нервна и хуморална регулация на човешкото сърце
Честотата и силата на сърдечните контракции в тялото се регулират от нервната и ендокринни системи. Сърцето се инервира от блуждаещия и симпатиковия нерв. Блуждаещият нерв забавя честотата на контракциите и намалява тяхната сила. Симпатиковите нерви, напротив, увеличават честотата и силата на контракциите.
Сърдечната дейност се влияе от определени секретирани вещества различни органив кръвта. Надбъбречният хормон - адреналинът, подобно на симпатиковите нерви, увеличава честотата и силата на сърдечните контракции. Следователно неврохуморалната регулация гарантира, че дейността на сърцето и следователно интензивността на кръвообращението се адаптират към нуждите на тялото и условията на околната среда.
Пулс и неговото определяне
Когато сърцето се свие, кръвта се изхвърля в аортата и налягането в нея се повишава. Вълна високо кръвно наляганесе разпространява през артериите към капилярите, причинявайки вълнообразни вибрации на стените на артериите. Тези ритмични вибрации на стената артериални съдовепричинени от работата на сърцето се наричат пулс.
Пулсът може лесно да се усети в артериите, разположени върху костта (радиални, темпорални и др.); най-често - на радиална артерия. Пулсът може да се използва за определяне на честотата и силата на сърдечните контракции, което в някои случаи може да служи диагностичен знак. U здрав човекпулсът е ритмичен. При сърдечни заболявания могат да се появят ритъмни нарушения - аритмия.
