РАЗДЕЛ 3: ФИЗИОЛОГИЯ КРОВОБРАЩЕНИЯ

 

ЗАНЯТИЕ № 1.

Тема: Значение кровообращения для организма. Общий план строения кровеносной системы. Роль сердца в системе кровообращения. Строение сердца и основные физиологические свойства миокарда. Автоматия и проводимость.

 

Система кровообращения выполняет ряд функций:

ü Транспортную

ü Дыхательную

ü Питательную

ü Экскреторную

ü Терморегуляторную

ü Гуморальной регуляции.

Кровь в организме человека движется по замкнутой системе, в которой выделяют две части - большой круг кровообращения и малый круг кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке сердца самым крупным артериальным сосудом – аортой, откуда кровь растекается сначала по крупным артериям, затем по средним и, наконец, по мелким (они разветвляются во всех частях тела). Далее артерии распадаются на капилляры. Через стенки капилляров происходит обмен веществ между кровью и тканями тела: кислород и питательные вещества поступают из крови в ткани, а углекислый газ и продукты обмена - из тканей в кровь. Кровь из артериальной превращается в венозную. Капилляры собираются в мелкие вены, которые, сливаясь, образуют средние, а затем и крупные вены.

Самые крупные вены тела - верхняя и нижняя полые вены впадают в правое предсердие.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Венозная кровь из него поступает в легочный ствол, который делится на правую и левую легочные артерии, они несут кровь в правое и левое легкое. Разветвляясь на более мелкие артерии, они переходят затем в капилляры, оплетающие густой сетью альвеолы легких. Между кровью легочных капилляров и альвеолами, происходит газообмен: углекислый газ из легочных капилляров переходит в альвеолы, а кислород из альвеол в легочные капилляры, венозная кровь превращается в артериальную. Легочные капилляры собираются в вены. Из каждого легкого выходит по две легочные вены, впадающие в левое предсердие.

В малом круге кровообращения в артериях течет венозная кровь, а в венах - артериальная.

Сердце, как первый функциональный элемент системы кровообращения, называют генератором давления и расхода, т.к. оно не только создает давление, но и выбрасывает в сосудистую систему определенный объем крови (в среднем 5, 5 литров в минуту).

Сердце представляет собой мышечный полый орган, состоящий из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков. Продольной перегородкой оно разделено на не сообщающиеся между собой половины - правую и левую.

В правой половине - правом предсердии и правом желудочке течет венозная кровь, а в левой половине - левом предсердии и левом желудочке - артериальная кровь. В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, венечный синус и мелкие сосуды - вены сердца. Из правого предсердия венозная кровь через правое предсердно-желудочковое отверстие поступает в правый желудочек. Это отверстие закрывается правым предсердно-желудочковым (трехстворчатым) клапаном, который препятствует обратному току крови во время систолы желудочка.

Сокращение стенки сердца называется систолой, а расслабление – диастолой. Внутренняя поверхность правого желудочка имеет многочисленные перекладины и конусовидные выступы, которые называются сосочковыми мышцами. От верхушек сосочковых мышц к свободному краю трехстворчатого клапана тянутся сухожильные нити, препятствующие его вывертыванию в сторону предсердия при систоле желудочка. Из правого желудочка выходит легочный ствол, по которому кровь течет к легким. Отверстие его при диастоле правого желудочка закрывается полулунным клапаном легочного ствола, состоящим из трех полулунных кармашков. Этот клапан препятствует обратному току крови из легочного ствола в правый желудочек.

В левое предсердие впадают четыре легочных вены, по которым кровь течет из легких. Левое предсердие, как и правое, сообщается с левым желудочком предсердно-желудочковым отверстием. Оно закрыто двустворчатым левым предсердно-желудочковым клапаном, который называется еще митральным. Левый желудочек сходен по строению с правым желудочком. Из левого желудочка выходит аорта. Отверстие в нее закрывается п олулунным клапаном аорты, имеющим такое же строение, как и клапан легочного ствола.

Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего - эндокарда, среднего - миокарда и наружного - эпикарда.

Эндокард - это тонкая оболочка, которая выстилает полость сердца. Состоит из соединительной ткани, содержащей коллагеновые, эластиновые и гладкомышечные волокна, кровеносные сосуды и нервы со стороны полостей сердца покрыты эндотелием. Эндокард образует створки и полулунные кармашки клапанов сердца.

Миокард - наиболее толстый слой стенки сердца, состоящий из сердечной мышечной ткани. Толщина миокарда в предсердиях - 2-3 мм, в правом желудочке -5-8 мм, а в левом -1-1, 5 см. Разница в толщине мышечного слоя полостей сердца объясняется характером работы полостей: предсердия проталкивают кровь лишь в желудочки, правый желудочек - в легкие, а левый по всему телу. Мышца предсердий обособлена от мускулатуры желудочков и состоит из двух слоев: поверхностного циркулярного – общего для обоих предсердий, и глубокого продольного не переходящего с одного предсердия на другое. Волокна глубокого слоя петлеобразно охватывают устья вен, впадающих в предсердия.

Эпикард - это висцеральный листок серозной оболочки, который покрывает миокард и прочно с ним срастается. В области крупных сосудов эпикард заворачивается и переходит в пристеночный или париетальный листок серозной оболочки, который входит в состав околосердечной сумки - перикарда. Между этими двумя листками образуется щелевидная герметическая полость, содержащая небольшое количество серозной жидкости, которая увлажняет поверхность сердца, уменьшает трение при его сокращениях.

Вены сердца собираются в венечный синус или впадают непосредственно в правое предсердие.

Мышца сердца обладает следующими основными свойствами:

1. Автоматией

2. Возбудимостью

3. Проводимостью

4. Сократимостью

5. Внутренней секрецией

Под автоматией понимают способность клеток миокарда периодически, под влиянием процессов, протекающих в них самих, возбуждаться (генерировать потенциал действия) и сокращаться.

В начале прошлого столетия выяснилось, что выраженная способность к спонтанному автоматическому возбуждению принадлежит относительно мало дифференцированным «атипическим» мышечным волокнам. Атипические клетки образуют проводящую систему сердца, элементы которой обладают автоматией в разной степени. Самой большой степенью автоматии обладает синусный узел, в меньшей степени – атриовентрикулярный и в еще меньшей степени волокна предсердно-желудочкового пучка Гиса и волокна Пуркинье. Т.е., чем дальше расположен центр автоматии от основания сердца и ближе к верхушке, тем меньше его способность к автоматии. Эта зависимость получила название убывающего градиента автоматии (Гаскелл).

Синусный узел является пейсмекером (водителем ритма) и в норме все остальные отделы проводящей системы подчиняются ему. Из синусного узла к атриовентрикулярному импульс идет:

- по переднему межузловому и межпредсердному тракту Бахмана;

- среднему межузловому тракту Венкебаха;

- заднему межузловому тракту Торела.

Атриовентрикулярный узел расположен справа в области начала межжелудочковой перегородки. В нем возбуждение задерживается, что способствует последовательному возбуждению предсердий и желудочков.

От атриовентрикулярного узла отходит общий ствол пучка Гиса, который затем делится на правую и левую ножки пучка Гиса, идущие по межжелудочковой перегородке. Конечные разветвления проводящей системы представлены широко распространенной, расположенной под эндокардом сетью волокон Пуркинье, анастомозирующих с мышечными волокнами миокарда.

Атипические мышечные клетки обладают некоторыми особенностями:

1) потенциал покоя клеток синусного узла меньше (- 60 мв), чем у клеток рабочего миокарда (-85);

2) у клеток водителя ритма нет стабильного потенциала покоя;

3) клетки водителя ритма способны к медленной спонтанной диастолической деполяризации (МСДД);

4) в клетках проводящей системы мало миофибрилл, мало митохондрий;

5) клетки обладают способностью к гликолизу, поэтому более устойчивы к отсутствию кислорода;

Изменение автоматии можно определить по частоте пульса:

Выше автоматия синусного узла – чаще пульс (тахикардия).

Ниже автоматия синусного узла – реже пульс (брадикардия).

Меняющаяся автоматия (аритмия) – состояние, когда колеблется частота сердечного ритма. Изменения автоматии могут быть нормальным вариантом деятельности синусного узла, соответственно потребностям организма.

В норме синусный узел является самым регулируемым отделом сердца. Автоматия синусного узла меняется при изменении крутизны МСДД, изменении мембранного потенциала покоя (МПП), изменении уровня Е_к.

Скорость проведения возбуждения в разных отделах сердца неодинакова.

Скорость проведения возбуждения по сердцу зависит:

Ø От величины потенциала покоя, чем он больше, тем выше скорость проведения.

Ø От амплитуды потенциала действия, чем она выше, тем выше скорость проведения.

Ø От скорости деполяризации. Чем больше скорость деполяризации, тем выше скорость проведения.

Ø От величины порогового потенциала. Чем ближе потенциал покоя к пороговому потенциалу, тем выше скорость проведения.

В атриовентрикулярном узле возбуждение проводится медленно, т.к. его клетки имеют невысокий потенциал покоя, низкую скорость деполяризации, отличаются малой возбудимостью. Кроме того, в атриовентрикулярном узле преобладают поперечные межклеточные связи, а возбуждение легче проводится продольно. Задержка импульса обеспечивает необходимую последовательность сокращения предсердий и желудочков.

 

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

Студент должен знать: строение сердца и сосудов; строение и физиологическое значение системы кровообращения; роль сердца в системе кровообращения; строение и функции проводящей системы сердца; отличительные особенности потенциала действия клеток проводящей системы сердца; характеристики физиологического пейсмекера сердца, современные представления об автоматии; степень автоматии различных отделов проводящей системы сердца; электрофизиологические основы проводимости сердечной мышцы.

Студент должен уметь: зарисовать упрощенную схему большого и малого кругов кровообращения; привести примеры участия системы кровообращения в реализации других физиологических функций (пищеварение, выделение и т.д.); зарисовать упрощенную схему проводящей системы сердца; зарисовать кривую потенциала действия клеток водителя ритма.

 

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ

1. Откуда начинается и где заканчивается большой круг кровообращения?

2. Откуда начинается и где заканчивается малый круг кровообращения?

3. Где расположены митральные клапаны?

4. Где расположены трикуспидальные клапаны?

5. Где расположены полулунные клапаны?

6. Перечислите функции системы кровообращения.

7. Перечислите основные свойства миокарда.

8. Является ли автоматия специфической особенностью всех возбудимых тканей?

9. Характерна ли автоматия для рабочего миокарда?

10. Одинакова ли степень автоматии различных структур сердца?

11. Отличаются ли волокна рабочего и специализированного миокарда?

12. Какой отдел проводящей системы сердца обладает наименьшей (наибольшей) автоматией:

а) синоатриальный узел; б) атриовентрикулярный узел; в) пучок Гиса;

г) волокна Пуркинье.

13. Какова природа автоматии:

а) миогенная; б) неврогенная;

14. Какие из нижеперечисленных трактов проводящей системы являются аномальными: а) Бахмана; б) Паладино; в) Торела; г) Махайма; д) Венкебаха; е) Кента.

15. Какие отделы проводящей системы способны генерировать 60-80 имп/мин,

40-50 имп/мин, 30-40 имп/мин, 20 имп/мин?

16. Почему миокард считают функциональным синцитием?

17. Чем отличается потенциал действия пейсмекерных клеток миокарда от потенциала действия скелетной мышцы?

 

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ

1. Система кровообращения и ее функции.

2. Строение сердца. Роль сердца в системе кровообращения.

3. Проводящая система сердца. Отличительные особенности рабочего и специализированного миокарда.

4. Характеристика физиологического пейсмекера сердца.

5. Современные представления о природе автоматии. Потенциал действия атипических клеток сердца.

6. Закон градиента автоматии сердца.

7. Проводимость сердечной мышцы и ее электрофизиологические основы. Закон «все или ничего».

8. Механизмы и скорость проведения возбуждения в сердце.

 

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Представлены в формате видеоматериалов, содержащих соответствующие эксперименты:

Опыт № 1. Изолированное сердце лягушки; Опыт № 2. Изучение степени автоматии различных отделов сердца лягушки (лигатуры Станниуса).

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

1. Особенности кровообращения при физиологическом старении.

2. История вопроса об автоматии сердца (работы Кулябко, Андреева, Неговского).

 

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ

1. Частота сердечных сокращений лягушки 46 в минуту. После наложения одной из лигатур по Станниусу сократительная деятельность предсердий и желудочка прекратилась. Где наложена лигатура? Почему отсутствуют сокращения предсердий и желудочка?

2. У человека в состоянии покоя частота пульса составляет 42 в минуту. Какая структура является водителем ритма сердца?

3. Как исходя из физиологических свойств сердца можно восстановить его деятельность после внезапной остановки?

 

 

ЗАНЯТИЕ № 2