Работа сердца

Автоматизм сердца. Миокард, как и скелетные мышцы, обладает свойствами возбудимости, проводимости, сокра­тимости. Благодаря наличию проводящей системы сердце способно сокращаться, работать автоматически. Сердце со­кращается ритмически, под влиянием импульсов, возни­кающих в самом сердце. Это особенность сердечной мыш­цы, которую называют автоматизмом сердца.

Автоматизм сердца связан с функцией его атипичных мышечных клеток проводящей системы. Импульсы, вызы­вающие ритмические сокращения сердца, возникают вна­чале в синусо-предсердном узле. Этот узел подчиняет себе все остальные структуры проводящей системы сердца и передает им свой ритм. Поэтому сокращения миокарда предсердий и желудочков осуществляются в определен­ной последовательности. Вначале сокращаются предсердия, а затем желудочки. В основе возникновения потенциалов действия в мышечных клетках проводящей системы серд­ца лежат ионные механизмы. Увеличение проницаемости мембран клеток для ионов Na⁺ и Са²⁺ приводит к возник­новению потенциала действия порядка 90—100 мВ. Воз­никший потенциал деполяризует мембраны соседних кле­ток проводящей системы и благодаря вставочным дискам быстро передается на кардиомиоциты — клетки рабочей мышечной ткани сердца, клеткам миокарда. Таким обра­зом происходит распространение возбуждения в миокарде сердца.

Однако, в отличие от скелетных мышц, максимальное сокращение миокарда происходит только тогда, когда сила раздражения достигает пороговой величины. Такое порого­вое раздражение является максимальным, вызывающим максимальное сокращение. Эта особенность сокращения сердечной мышцы подчиняется закону «все или ничего» и связана с особенностями миокарда.

Кроме того, начав сокращаться, сердечная мышца не может отвечать на другие воздействия до тех пор, пока в ней не начнется процесс расслабления.

Отрезок времени, в течение которого мышца не отвеча­ет ни на какие импульсы, называют периодом абсолютной рефрактерности (невозбудимости) сердечной мышцы. Это свойство позволяет сердечной мышце энергично и быстро сокращаться, не испытывая утомления.

В работающем сердце возбужденный участок становится электроотрицательным по отношению к невозбужденному. Эти различные физические (электрические) состояния сердца можно определить и зарегистрировать с помощью специального прибора — электрокардиографа. Поскольку тело человека является полужидким проводником, то биото­ки сердца проводятся в различных направлениях, и их можно зарегистрировать на поверхности кожи. Для этого человека укладывают на кушетку, просят лежать спокойно, чтобы не вызывать возбуждения скелетных мышц, и накладыва­ют электроды на поверхности тела в определенных стан­дартных биполярных участках. Это кожа груди, рук, ног. При помощи электрокардиографии имеется возможность исследовать изменения сердечного ритма, нарушения про­ведения возбуждения по проводящей системе сердца, по­явление дополнительных очагов возбуждения при заболе­ваниях сердца (инфаркте, ишемии).

Сокращения сердца. Сокращаясь ритмично, сердце свои­ми выбросами крови в аорту поддерживает различное давле­ние крови в артериях и венах. Остановка сердца приводит к выравниванию давления в артериях и венах, и ток крови в кровеносных сосудах прекращается. Сердце работает подоб­но насосу. Наличие клапанов, которые закрываются автома­тически под давлением крови, обеспечивает ток крови толь­ко в одном направлении — от сердца в артерии, по венам — к сердцу. Сердце сокращается 60—70 раз в минуту. При этом последовательно чередуются сокращение сердца (систола) и его расслабление (диастола). Если сердце сокращается чаще чем 90 ударов в одну минуту, такое явление называют тахи­кардией, если меньше 60 — брадикардией.

Частота сокращений сердца зависит от возраста челове­ка. У детей до одного года сердце сокращается 100—140 раз в минуту, в 10 лет — 90 раз, от 20 лет и старше — 60— 80. В старческом возрасте сердечные сокращения вновь уча­щаются до 90—95 ударов в одну минуту.

При некоторых состояниях (высокая температура тела, при значительной мышечной нагрузке) сердце сокраща­ется чаще, в исключительных случаях достигая 150—200 ударов в минуту.

Сердечный цикл

Систола и диастола составляют полный цикл сердечной деятельности (работы сердца), который при 70 сокраще­ниях в минуту длится 0,8 сек. В цикле сердечной деятель­ности выделяют три фазы. Первой фазой, или началом цикла, является сокращение предсердий, которое длит­ся 0,1 сек. Затем следует вторая фаза — систола желудоч­ков, продолжительность которой составляет 0,3 сек. Тре­тьей является общая пауза, длящаяся 0,4 сек, во время ко­торой расслаблены и предсердия, и желудочки. Таким об­разом, во время полного сердечного цикла предсердия ра­ботают 0,1 сек и отдыхают 0,7 сек, желудочки работают 0,3 сек и отдыхают 0,5 сек.

Согласно подсчетам, сердце в течение суток работает 8 часов и 16 часов отдыхает. При учащении сокращений серд­ца уменьшается время общей паузы, в то время как дли­тельность систолы предсердий и систолы желудочков прак­тически не изменяется.

Сокращение миокарда начинается с систолы пред­сердий, при которой кровь из предсердий выталкивается в желудочки через открытые в этот момент предсердно- желудочковые клапаны. Давление в предсердиях во вре­мя их систолы повышается до 5—8 мм рт. ст. Сразу же за систолой предсердий следует систола желудочков, во время которой предсердно-желудочковые клапаны зак­рываются. Эти клапаны начинают закрываться, как толь­ко кровь из предсердий начала поступать в желудочки. Как только давление крови в желудочках превышает дав­ление ее в предсердиях, предсердно-желудочковые кла­паны захлопываются и кровь из желудочков выбрасывается в аорту, легочный ствол.

В систоле желудочков выделяют фазу напряжения, кото­рая наблюдается при закрытых и предсердно-желудочко- вых, и полулунных клапанах аорты и легочного ствола. В эту фазу миокард давит на кровь с возрастающей силой. Как только давление в желудочках превышает давление крови в аорте и легочном стволе, полулунные клапаны этих артерий открываются и наступает вторая фаза систолы же­лудочков — фаза выбрасывания крови в аорту и легочный ствол. Систолическое давление в правом желудочке дости­гает 25 мм рт. ст., а в левом — 115—125 мм рт. ст.

После того как кровь была вытолкнута из желудочков, давление в них резко падает и становится ниже, чем в аор­те и легочном стволе. Поэтому полулунные клапаны этих сосудов захлопываются и не пропускают кровь обратно в желудочки. В это время наступает фаза общей паузы (отды­ха сердца), при которой предсердно-желудочковые клапа­ны открыты и кровь из предсердий начинает поступать в желудочки. Затем начинается следующий, новый цикл сер­дечной деятельности.