Физиология сердца
Работа из раздела: «
Медицина»
Содержание:
Содержание: 2
Введение 3
Сердце 4
Круги кровообращения 4
Строение миокарда сердца 5
Типические волокна: 5
Нетипические волокна. 6
Физиологические особенности строения сердечной мышцы. 6
Сердечный цикл. 7
Дополнительные определения 8
Заключение 9
Введение
В процессе эволюции у высших животных возникает проблема транспорта
питательных веществ и кислорода к тканям и отвода от них продуктов
метаболизма. Данная проблема была решена развитием системы кровообращения.
С помощью сердца, а также широкой и развернутой сети сосудов (вен, артерий,
капилляров), которые разветвляясь проникают в каждую малую точку организма
кровь доставляет все необходимое к тканям и относит от них, все токсичные
отходы, и продукты жизнедеятельности.
В организме позвоночных животных кровь циркулирует по замкнутой
системе сосудов и полостей, названных кровеносной системой, или системой
кровообращения.
Сам принцип работы системы кровообращения интересовал ученых с давней
древности, но из за невозможности прямого наблюдения (in vita) и появления
ошибочных, тупиковых теорий его открытие сильно затянулось во времени.
Долгий срок считалось, что центр кровообращения – это печень, кровь
течет по сосудам, а по артериям кислород.
Во II веке д.н.э ученый Гален выдвинул предположение о существовании
отверстия в предсердной перегородке, через которое кровь поступает из
правого предсердия в левый желудочек. Попытку опровергнуть это мнение
предпринял М. Сервет в XVI веке, он открыл малый круг кровообращения, и
показал, что весь объем крови проходит через легкие, где и подвергается
переработке (а не в печени по бытующему мнению), но Сервет был объявлен
инквизиторов и вместе со своими трудами был сожжен, а его учение объявлено
ересью.
Повторил его исследования, ученик Фабриция, В. Гарвей (1578-1657),
который эмпирическим путем установил замкнутость системы кровообращения,
доказал наличие большого и малого кругов кровообращения. Продолжил, доказал
и расширил учение Гарвея М. Мальпиги. Он в 1661 году обнаружил капилляры.
Впоследствии огромнейший вклад в развитие изучения системы
кровообращения вложили такие ученые как: И. П. Павлов, Э. Г. Старлинг, М.
Г. Удельнова, В. Ф. Овсянников.
Сердце
Сердце центральный орган кровообращения, благодаря его работе кровы
беспрерывно циркулирует внутри организма. Сердце начинает свою работу с
первым вздохом новорожденного животного и заканчивает лишь с его смертью.
Сердце представляет собой мышечный мешок разбитый двумя перегородками
на четыре части. Правую (содержащую венозную кровь) и левую (содержащую
артериальную кровь), и на предсердия, к которым кровь подтекает из
соответствующих магистралей; и желудочков, которые выталкивают кровь. Между
предсердиями и желудочками в левой и правой половинах сердца находятся
атриовентрикулярные отверстия снабженные Двух- и трехстворчатым клапанами,
предназначенными для свободного перехода крови из предсердий в желудочки и
препятствующих оттоку крови в обратную сторону. Для тех же целей
(односторонняя направленность кровотока) у артерий начинающихся от
желудочков (аорта и легочная артерия) имеются полулунные клапаны.
Круги кровообращения
В процессе эволюции у животных появляется два круга кровообращения,
которые разделяют на большой и малый круги.
Большой круг начинается в левом желудочке, при его сокращении кровь из
сердца попадает в аорту из которой кровь переходит в различной величины
артерии, которые впоследствии распадаются на артериолы и капилляры в тканях
организма. В капиллярах происходит обмен между кровью и прилегающими
тканями. Затем крови собирается в венулы, откуда сливается в вены, и по
венам попадает в полую вену и в правое предсердие, на чем путь большого
круга кровообращения заканчивается.
Из правого предсердия кровь переливается в правый желудочек, с
которого начинается малый круг кровообращения. Правый желудочек выталкивает
кровь в легочную артерию, которая делясь на более мелкие сосуды
разветвляется сетью капилляров в легких, где кровь насыщается кислородом и
отдает связанный углекислый газ. После газообмена кровь собирается в
легочных венах и стекает в левое предсердие, где и заканчивается малый круг
кровообращения.
Разделение кругов кровообращения способствовало повышению давления в
артериях и как следствие более интенсивному обмену веществ.
Строение миокарда сердца
Сердце как орган состоит из трех оболочек: эндокарда, самой глубокой
оболочки представленной соединительно-тканной оболочкой, покрытой
эндотелием, миокарда -– мышечной оболочки сердца и эпикарда – наружной
серозной- оболочки сердца.
Миокард построен из сердечной поперечно – полосатой мышечной ткани и
имеет ряд особенностей связанных с самой функцией сердца, как в целом, так
и его отделов:
- В различных отделах толщина сердечной мышцы неодинакова, например в левом
желудочке стенка толще чем в правом.
- Мышцы предсердия обособлены от мышц желудочков.
- В желудочках и предсердиях существуют общие мышечные пласты.
- В области венозных устьев преддверий располагаются сфинктеры.
- Наличие в миокарде двух морфофункциональных типов мышечных волокон.
Сердечная мышца при микроскопии выглядит подобно скелетной поперечно-
полосатой мускулатуре. Наблюдается четко выраженная поперечная исчерченость
и саркомерное строение.
Различают два типа сердечных волокон:
1) типичные волокна – рабочего миокарда,
2) нетипичные волокна проводящей системы.
Типические волокна:
Рабочий миокард состоит из цепочки мышечных клеток – саркомеров
соединенных друг с другом «конец в конец» и заключенных в общую
саркоплазматическую мембрану. Соединенные саркомеры образуют миофибриллы.
Контакт саркомеров осуществляется посредством вставочных дисков, благодаря
чему волокна и имеют характерную поперечную исчерченность.
Строение саркомеров:
Саркомеры состоят из чередующихся темных (миозиновых) – А, и светлых
(актиновых) - I полос. В центра полосы А расположена зона Н имеющая
центральную Т-линию. Саркомеры соединяются между собой с помощью вставочных
дисков – нексусов, которые и являются истинными границами клеток.
Миозин содержащийся в полосе А, способен расщеплять АТФ до АДФ, то
есть представляет собой аденозинтрифосфатазу, а так же способен
образовывать с миозином обратимый комплекс актомиозин (в присутствии Са++ и
образованием АДФ), чем и обусловлена сократимость сердечной мышцы.
Нетипические волокна.
Благодаря атипическим нервным волокнам реализуется автоматия сердца.
Автоматия сердца – это способность сердца ритмически сокращаться под
влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом.
Морфологическим субстратом автоматии служат атипические сердечные
волокна. – пейсмекеры, способные к периодической самогенерации мембранного
потенциала.
Атипические миоциты более крупные, нежели рабочие, в них содержится
больше саркоплазмы с высоким содержанием гликогена, но мало миофибрилл и
митохондрий. В атипических клетках преобладают ферменты, способствующие
анаэробному гликолизу.
Сами атипические клетки располагаются в строго определенных областях и
образуют синатриальный (Кейт-Флерка) и атриовентрикулярный (Ашоффа-Тавара)
узлы и пучек Гисса делящийся на ножки, которые разветвляются как волокна
Пуркинье.
Схема работы проводящей системы сердца:
Типические миоциты во время сокращения поддерживают стабильный
мембранный потенциал, в то время как потенциал нетипических миоцитов
синатриального узла медленно понижается в связи с повышением проницаемости
мембран для ионов натрия входящих внутрь волокон и ионов калия выходящих из
них. При открытии натриевых ворот ионы Na+ лавинообразно устремляются
внутрь волокон вызывая распространение нового потенциала. («дрейф»
потенциала). После чего процесс повторяется.
Способность к автоматии в различных участках сердца неодинакова и у
атриовентрикулярного узла она уже ниже, а у пучка Гисса настолько мала, что
соответствующая частота возникновения мембранного потенциала не совместима
с жизнью.
Физиологические особенности строения сердечной мышцы.
Для обеспечения нормального существования организма в различных
условиях сердце может работать в достаточно широком диапазоне частот
(например у лошади в процессе бега частота сердечных толчков может
увеличиваться в 4 – 5 раз). Такое возможно благодаря некоторым свойствам,
таким как:
1 - Автоматия сердца, это способность сердца ритмически сокращаться
под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Описана выше.
2 – Возбудимость сердца, это способность сердечной мышцы возбуждаться
от различных раздражителей физической или химической природы,
сопровождающееся изменениями физико – химических свойств ткани.
3 – Проводимость сердца, осуществляется в сердце электрическим путем
вследствие образования потенциала действия в клетках пейс-мейкерах. Местом
перехода возбуждения с одной клетки на другую, служат нексусы.
4 – Сократимость сердца – Сила сокращения сердечной мышцы прямо
пропорциональна начальной длине мышечных волокон
5 – Рефрактерность миокарда – такое временое состояние не возбудимости
тканей
При сбое сердечного ритма происходит мерцание, фибриляция – быстрые
асинхронные сокращения сердца, что может привести к летальному исходу.
Сердечный цикл.
Работу сердца можно разделить на несколько фаз (периодов):
Напряжения – систола,
Изгнания крови,
Расслабление – диастола.
Сердечным циклом называют согласованное чередование систолы и диастолы
сердца.
Началом сердечного цикла принято считать систолу предсердий (причем
левое сокращается незначительно раньше правого), при сокращении предсердий
давление в них повышается, и кровь перетекает в желудочки сердца. Кровь не
оттекает в вены, так как в момент систолы предсердий просвет вен сужен, а в
желудочки кровь перетекает свободно, так как желудочки расслаблены, и
атриовентрикулярные клапаны свободны. Время цикла 0,1 с.
Следующий этап цикла – систола желудочков. При их сокращение давление
возрастает и кровь стремясь оттечь захлопывает атриовентрикулярные клапаны
и устремляется в просвет артерий раскрывая полулунные клапаны. Время цикла
0,4 с.
После открытия полулунных клапанов давление в желудочках падает, а в
артериях резко возрастает, полулунные клапаны захлопываются наступает
диастола желудочков.
Дополнительные определения
Звуковые явления, которыми сопровождается работа сердца, называют
тонами сердца.
Количество крови выброшенное сердцем в течении единицы времени названо
минутным объемом кровотока.
Отношение минутного объема крови к количеству сокращений серца
называют систолическим объемом крови.
При работе сердца возникают биоэлектрические потенциалы, которые
можно уловить с помощью специальной фиксирующей аппаратуры ЭКГ.
В связи с постоянной нагрузкой сердце очень чувствительно к недостатку
кислорода и питательных веществ, поэтому более 10% крови проходящей через
аорту, попадает в коронарные сосуды питающие сердечную мышцу.
Регуляция работы сердца проходит как на гуморальном, так и на нервном
уровне. В гуморальной регуляции участвуют гормоны адреналин и норадреналин,
а нервная – симпатической и парасимпатической нервной системой.
Важную роль в движении крови выполняют так называемые периферические
сердца, то есть скелетная мускулатура. При сокращении мышц (ходьба, работа)
суживаются просветы сосудов в них возрастает давление и кровь
проталкивается к сердцу.
Заключение
Сердце важнейший орган организма идеально приспособленное для
поддержания жизнедеятельности организма. Сложно устроенное, имеющие
собственную систему генерации сигнала и контроля частоты сокращений оно
способно работать в течении всей жизни животного не утомляясь.
Являясь важнейшим звеном в кровообращении, а следовательно всех
обменных процессов организма, работа сердца мгновенно отражает любые
физические либо химические отклонения организма от нормы. Поэтому знание
принципов работы и физиологических свойств сердца необходимо для
нормального контроля за здоровьем животного и обеспечения помощи при каких
либо нарушениях в работе этого органа.
