44. Свойства сердечной мышцы (возбудимость, сократимость, рефрактерность, проводимость, автоматия).

Ответ. Стенка сердца состоит из трех слоев: внутренний эндотелиальный слой с клапанами – эндокард, средний мышечный слой – миокард и наружный соединительнотканный, покрытый однослойным эпителием, – эпикард. Средний слой стенки сердца (миокард) образован мышечными клетками – кардиомиоцитами. Миокард по строению относится к поперечно – полосатым мышцам, но имеет ряд особенностей. Кардиомиоциты плотно соединены друг с другом, образуя функционально единую ткань – синцитий, благодаря чему осуществляется быстрое проведение возбуждения и одновременное сокращение всего сердца. Мышца сердца сокращается по закону “все или ничего”, так как в ней есть тесные контакты между отдельными мышечными клетками – так называемые нексусы, или участки тесного контакта (общая часть мембран), в результате чего возбуждение беспрепятственно идет с одной клетки на другую. Миокард – это функционально единая система, поэтому возбуждение быстро охватывает всю мышцу и происходит одновременное сокращение всех мышечных клеток желудочков. Проведение возбуждения в миокарде ко всем рабочим кардиомиоцитам выполняет проводящая система сердца, которая образована атипичными мышечными клетками. Благодаря этим клеткам, миокард обладает специфическими свойствами: автоматия – способность атипичных мышечных клеток проводящей системы генерировать импульсы без каких-либо внешних воздействий; проводимость – способность проводящей системы к передаче возбуждения; возбудимость – способность клеток мышцы сердца возбуждаться под действием импульсов, которые приходят по проводящей системе сердца; сократимость – способность сокращаться под действием этих импульсов. Рефрактерность – это неспособность клетки воспринимать нервный импульс, что проявляется в отсутствии возбудимости при действии раздражителя вследствие изменения состояния потенциалзависимых каналов в мембране. Когда потенциалзависимые натриевые каналы открыты, и поток ионов натрия идет через мембрану в клетку, то пришедший в этот момент следующий электрический импульс на них уже не действует. Это и составляет основу рефрактерности. При ЛО возбудимость несколько повышается, затем во время образования ПД и пика изменения заряда на мембране она падает до нуля – абсолютная рефрактерность, вслед за которой идет относительная рефрактерность, т. е. период пониженной возбудимости, когда мембрана способна отвечать только на сверхпороговые раздражения. Далее он сменяется соответствующей следовой деполяризации супернормальной возбудимостью, при которой эффективны даже подпороговые стимулы, а она, в свою очередь, – периодом субнормальной возбудимости. Этот период имеет место при положительном следовом потенциале.

45. Дыхательный центр, его структура. Роль центральных и периферических хеморецепторов в регуляции дыхания (регуляция «по отклонению»).

Ответ. Деятельность функциональной системы регуляции дыхания направлена на поддержание напряжения кислорода, диоксида углерода и рН крови. Регуляция внешнего дыхания осуществляется путем рефлекторных реакций, возникающих при возбуждении специфических рецепторов (хеморецепторов) легочной ткани и сосудистых зон. Хеморецепторы в первую очередь реагируют на изменения напряжения СО2, кислорода и рН крови и посылают импульсы в дыхательный центр и некоторые другие структуры ЦНС. Рецепторы к кислороду находятся в каротидном тельце, расположенном в области бифуркации общей сонной артерии (у животных также в области дуги аорты). Рецепторы к углекислому газу сосредоточены в каротидном тельце и в дуге аорты. Рецепторы в стенках артериальных сосудов реагируют на напряжение углекислого газа и рН плазмы крови. Центральные хеморецепторы контролируют напряжение диоксида углерода и рН ликвора и межклеточной жидкости продолговатого мозга. Дыхательный центр обеспечивает ритмическую деятельность дыхательных мышц и растяжение легочной ткани, благодаря чему происходит постоянное приспособление внешнего дыхания к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды. Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов в продолговатом мозге на дне IV желудочка, состоит из 2 отделов: инспираторного (центр вдоха) и экспираторного (центр выдоха). В среднем мозге находится так называемый «пневмотаксический центр», разрушение которого приводит к удлинению вдоха и выдоха, а электростимуляция – к досрочному переключению фаз дыхания. Кора больших полушарий и лимбическая система обеспечивают высшую регуляцию дыхания. Афферентные импульсы о состоянии органов дыхания поступают от механорецепторов легких, среди которых выделяют рецепторы растяжения и рецепторы раздражения. Рецепторы растяжения легких обеспечивают рефлекторную саморегуляцию дыхания, сигнализируя об объеме легких и скорости его изменения. Таким образом осуществляется медленная адаптация. Рецепторы раздражения реагируют на резкие изменения объема легких, а также на попадание на слизистую трахеи и бронхов механических или химических раздражителей (пыль, аммиак, эфир, табачный дым). Активация рецепторов раздражения приводит к быстрой адаптации. Рефлексы саморегуляции дыхания обеспечивают регуляцию глубины и частоты дыхания и величины просвета дыхательных путей. Например, рефлекс Геринга-Брейера, заключающийся в том, что при растяжении легких при вдохе дальнейшее растяжение тормозит вдох и стимулирует выдох (защита от перерастяжения). Рефлекс закрытия голосовой щели возникает в ответ на раздражение рецепторов глотки, гортани и корня языка и заключается в смыкании голосовых и надгортанных связок (защита от попадания пищи, жидкости и раздражающих газов в дыхательные пути). Защитными рефлексами дыхательной системы являются кашлевой и чихательный рефлексы, а также рефлекс ныряльщика (остановка дыхательных движений при попадании жидкости в нос). Основные виды регуляции дыхания: по отклонению (отрицательная обратная связь с хеморецепторов при отклонении pO2, pCO2, pH артериальной крови); по возмущению (например, влияние на дыхательный центр с проприорецепторов и моторной коры при физической работе); по прогнозированию (например, условнорефлекторное влияние на дыхательный центр спортсмена-бегуна перед стартом).