Физиологические свойства

Сокращения сердца происходят вследствие периодически возникающих процессов возбуждения в сердечной мышце, которая обладает рядом физиологических свойств: автоматизмом, возбудимостью, проводимостью, сократимостью.

Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, носит название автоматизм.

Возбудимость сердечной мышцы — способность клеток миокарда при действии раздражителя приходить в состояние возбуждения, при котором изменяются их свойства и возникает потенциал действия, а затем сокращение. Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная.

Проводимость сердца — способность сердечной мышцы проводить возбуждение, возникшее в каком-либо участке сердечной мышцы, к другим ее участкам. Возникнув в синоатриальном узле, возбуждение распространяется по проводящей системе на сократительный миокард. Распространение этого возбуждения обусловлено низким электрическим сопротивлением нексусов.

Сократимость сердца — способность мышечных волокон укорачиваться или изменять свое напряжение. Она реагирует на раздражители нарастающей силы по закону «все или ничего».

Первыми сокращаются мышцы предсердий, затем слой мышц желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол.

Уровень возбудимости сердечной мышцы в разные периоды сокращения миокарда меняется. Так, дополнительное раздражение сердечной мышцы в фазу ее сокращения (систолу) не вызывает нового сокращения даже при действии сверхпорогового раздражителя. В этот период сердечная мышца находится в фазе абсолютной рефрактерности. В конце систолы и начале диастолы возбудимость восстанавливается до исходного уровня — это фаза относительной рефрактерное/пи. За этой фазой следует фаза экзальтации, после которой возбудимость сердечной мышцы окончательно возвращается к исходному уровню. Таким образом, особенностью возбудимости сердечной мышцы является длительный период рефрактерности.

!!!!!!!!!!!!!!22. Цикл работы сердца и его фазы. Фазовый анализ сердечного цикла. Работа сердца. Значение тренировки сердца.

Сердечный цикл ― это период, охватывающий одну систолу и одну диастолу. При частоте сердечных сокращений 75 в минуту общая продолжительность сердечного цикла будет 0,8 с, при частоте сокращений сердца 60 в мин., сердечный цикл займет 1 с. Если цикл занимает 0,8 с, то из них на систолу желудочков приходится 0,33 с, а на их диастолу – 0,47 с. Систола желудочков включает в себя следующие периоды и фазы:

1) период напряжения. Этот период состоит из фазы асинхронного сокращения желудочков. В эту фазу давление в желудочках еще близко к нулю и лишь в конце фазы начинается быстрое повышение давления в желудочках. Следующая фаза периода напряжения – это фаза изометрического сокращения, т.е. имеется в виду, что длина мышц остается неизменной (изо – равный). Эта фаза начинается с захлопывания створок атриовентрикулярных клапанов. В это время возникает 1-й (систолический) тон сердца. Давление в желудочках быстро нарастает: до 70-80 в левом и до 15-20 мм рт.ст. в правом. В эту фазу створчатые и полулунные клапаны еще закрыты и объем крови в желудочках остается постоянным. Не случайно, некоторые авторы вместо фаз асиннхронного сокращения и изометрического напряжения выделяют так называемую фазу изоволюметрического, (изо – равный, волюме – объем) сокращения. С подобной классификацией есть все основания согласиться. Во-первых, весьма сомнительно утверждение о наличии асинхронного сокращения рабочего миокарда желудочков, работающего как функциональный синцитий и обладающего высокой скоростью распространения возбуждения. Во-вторых, асинхронное сокращение кардиомиоцитов возникает при трепетании и мерцании желудочков. В третьих, в фазу изометрического сокращения все же длина мускулатуры уменьшается (а это уже не соответствует названию фазы), а вот объем крови в желудочках в этот момент не изменяется, т.к. закрыты и атриовентрикулярные и полулунные клапаны. По существу это фаза изоволюметрического сокращения или напряжения.

2) период изгнания. Период изгнания состоит из фазы быстрого изгнания и фазы медленного изгнания. В этот период давление в левом желудочке нарастает до 120-130 мм рт.ст., в правом – до 25 мм рт.ст. В этот период полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается в аорту и в легочную артерию. Ударный объем крови, т.е. объем выбрасываемый за одну систолу составляет около 70 мл, а конечно- диастолический объем крови равно примерно 120-130 мл. В желудочках после систолы остается около 60-70 мл крови. Это так называемый конечно-систолический, или резервный, объем крови. Отношение ударного объема к конечно-диастолическому объему (например, 70:120 = 0,57) называется фракцией выброса. Она обычно выражается в процентах, поэтому 0,57 надо умножить на 100 и мы получим в данном случае 57%, т.е. фракция изгнания = 57%.В норме она составляет 55-65%. Уменьшение величины фракции изгнания является важным показателем ослабления сократительной способности левого желудочка.

Диастола желудочков имеет следующие периоды и фазы: 1) протодиастолический период, 2) период изометрического расслабления и 3) период наполнения, который в свою очередь делится на а) фазу быстрого наполнения и б) фазу медленного наполнения. Протодиастолический период занимает время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов. После закрытия этих клапанов давление в желудочках падает, но створчатые клапаны в это время еще закрыты, т.е. полости желудочков не имеют сообщения ни с предсердиями, ни с аортой и легочной артерией. В это время объем крови в желудочках не изменяется и поэтому этот период называется периодом изометрического расслабления (а правильнее следовало бы назвать периодом изоволюметрического расслабления, т.к. не меняется объем крови в желудочках). В период быстрого наполнения атриовентрикулярные клапаны открыты и кровь из предсердий быстро поступает в желудочки (принято считать, что кровь в этот момент поступает в желудочки самотеком.). Основной объем крови из предсердий в желудочки поступает именно в фазу быстрого наполнения и лишь около 8 % крови поступает в желудочки в фазу медленного наполнения. Систола предсердий возникает в конце фазы медленного наполнения и за счет систолы предсердий как бы выжимается из предсердий остаток крови. Этот период называется пресистолическим (имеется в виду пресистола желудочков), а затем начинается новый цикл работы сердца.

Таким образом, цикл работы сердца состоит из систолы и диастолы. Систола желудочков состоит из: 1) периода напряжения, который делится на фазу асинхронного сокращения и фазу изометричекого (изоволюметрического) сокращения, 2) периода изгнания, который делится на фазу быстрого изгнания и фазу медленного изгнания. До начала диастолы имеется протодиастолический период.

Диастола желудочков состоит из: 1) периода изометрического (изоволюметрического) расслабления, 2) периода наполнения кровью, который делится на фазу быстрого наполнения и фазу медленного наполнения, 3) пресистолического периода.

+Фазовый анализ сердца проводится методом поликардиографии. Этот метод основан на синхронной регистрации ЭКГ, ФКГ (фонокардиограммы) и сфигмограммы (СГ) сонной артерии. По зубцам R–R определяют продолжительность цикла. По интервалу от начала зубца Q на ЭКГ до начала 2 тона на ФКГ определяют продолжительность систолы, по интервалу от начала анакроты до инцизуры на СГ определяют продолжительность периода изгнания, по разности между продолжительностью систолы и периода изгнания – период напряжения, по интервалу между началом зубца Q ЭКГ и началом 1 тона ФКГ – период асинхронного сокращения, по разнице между продолжительностью периода напряжения и фазы асинхронного сокращения – фазу изометрического сокращения.

Сокращение и расслабление миокарда предсердий и желудочков сопровождается изменением давления в их полостях и артериальных сосудах, обеспечивающим открытие и захлопывание сердечных клапанов, что в свою очередь регулирует движение крови через сердце, его насосную функцию.

Общая длительность сердечного цикла – систолы, диастолы и общей сердечной паузы – при частоте сердечных сокращений 75 ударов в минуту равна 0,8 секунды.

При изменении частоты сердечных сокращений в структуре сердечного цикла может изменяться лишь длительность диастолы и общей сердечной паузы. Продолжительность же систолы как предсердий, так и желудочков, остаётся постоянной.

Сердечный цикл начинается с систолы предсердий. Её длительность составляет 0,1 с. За это время давление в полости предсердий увеличивается от 0 (в систолу) до 5-8 мм рт.ст. и через открытые атриовентрикулярные клапаны происходит дополнительное наполнение кровью полостей желудочков (около 30 % их объёма, 70 % объёма желудочков было заполнено кровью в предшествующую диастолу предсердий).

Таким образом, значение нагнетательной функции предсердий для кровообращения сравнительно невелико. Предсердия являются резервуаром для притекающей крови, легко изменяющим свою вместимость благодаря небольшой толщине стенок. Объем этого резервуара может возрастать за счет дополнительных емкостей – ушек предсердий, наполняющих карманы, способные при растягивании вместить значительный объемы крови.

После окончания систолы предсердий одновременно начинается систола желудочков и диастола предсердий, которая длится 0,7 с. Расслабление миокарда предсердий в диастолу приводит к снижению давления в их полостях до 0. Это обеспечивает диастолическое наполнение предсердий кровью.

Систола желудочков длится 0,33 с. Она состоит из периодов и фаз. Сложная структура систолы желудочков обусловлена строением их проводящей системы и большей, чем в предсердиях толщиной миокарда.

С истола желудочков 0,33 с	Период напряжения 0,08 с	Фаза синхронного сокращения – 0,05 с
		Фаза изометрического сокращения – 0,03 с
	Период изгнания крови 0,25 с	Фаза быстрого изгнания крови – 0,12 с
		Фаза медленного изгнания крови – 0,13 с

Систола желудочков начинается периодом напряжения, длительностью 0,08 с, состоящим из двух фаз.

Фаза асинхронного сокращения волокон миокарда желудочков длится 0,05 с. В течение этой фазы процесс возбуждения и следующий за ним процесс сокращения распространяются по миокарду желудочков. Давление в полости желудочков ещё близко к нулю. Однако к концу фазы сокращение охватывает все волокна миокарда, поэтому давление в желудочках начинает быстро нарастать до 70-80 мм рт. ст. в левом желудочке и до 15-20 мм рт. ст. – в правом. Это обеспечивает захлопывание атриовентрикулярных клапанов, что формирует звуковую волну – I систолический тон сердца.

С захлопывания предсердно-желудочковых клапанов начинается следующая фаза периода напряжения систолы желудочков – фаза изометрического сокращения (0,03 с). Эта фаза называется также первой фазой закрытых клапанов, так как сокращение волокон миокарда происходит на фоне закрытых как атриовентрикулярных, так и полулунных клапанов («вход» и «выход» из желудочков). При этом объем крови желудочков остается постоянным, длина волокон миокарда не изменяется, увеличивается только их напряжение. Это приводит к стремительному увеличению давления в желудочках. Левый желудочек быстро приобретает округлую форму и с силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной стенки. Возникает её колебание в пятом межреберье слева на 1 см кнутри от среднеключичной линии – сердечный толчок.

К концу этого периода напряжения быстро нарастающее давление в левом и правом желудочках становится выше давлении в аорте и легочной артерии. Кровь прижимает лепестки полулунных клапанов к внутренним стенкам этих сосудов и с силой выбрасывается в аорту и легочную артерию.

С открытия полулунных клапанов начинается второй период систолы желудочков – период изгнания крови (0,25 с), который состоит из фазы быстрого (0,12 с) и фазы медленного изгнания (0,13 с) крови из желудочков. Давление в желудочках при этом нарастает: в левом – до 120-130 мм рт. ст., а в правом – до 25 мм рт. ст.

В конце фазы медленного изгнания миокард желудочков начинает расслабляться, наступает его диастола.

Диастола желудочков при частоте сердечных сокращений 75 уд/мин длится 0,47 с. при увеличении частоты сокращений сердца продолжительность сердечного цикла уменьшается за счет укорочения диастолы, а также общей сердечной паузы.

Диастола желудочков начинается с протодисатолического периода – 0,04 с. В течение этого времени начинающееся расслабление миокарда вызывает падение давления в его полостях, кровь из аорты и легочной артерии устремляется обратно в полости желудочков и захлопывает полулунные клапаны. При этом возникает звуковая волна – II диастолический тон. Таким образом, протодиастолический период – это время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов.

После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках падает до 0. в это время атриовентрикулярные клапаны ещё закрыты, а полулунные – уже закрыты. В результате возникает второй период закрытых клапанов – период изометрического расслабления (0,08 с), названный так потому, что в условиях двух закрытых клапанов объем крови в желудочках остается постоянным, а следовательно, и длина волокон миокарда не изменяется, но уменьшается их напряжение. Именно это вызывает такое стремительное падение давления в полостях желудочков, что создает условия для открытия атриовентрикулярных клапанов и заполнение желудочков кровью.

В результате возникает следующий период диастолы – период наполнения желудочков кровью (0,25 с), состоящий из фазы быстрого с(0,09 с) и фазы медленного (0,16 с) наполнения желудочков кровью. Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови к ним вызывает появление звуковой волны – III тона сердца. К концу фазы медленного изгнания происходит систола предсердий, что обуславливает последний период диастолы желудочков – период дополнительного наполнения желудочков кровью, обусловленный систолой предсердий, или пресистолу (0,1 с). Колебания стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки, вызывают звуковую волну – IV тон сердца.

+В структуре сердечного цикла выделяют период, в течение которого миокард предсердий и желудочков одновременно находится в расслабленном состоянии. Этот период называется общей сердечной паузой, которая длится 0, 37 с, т. е. почти 50 % сердечного цикла. Это время «отдыха» рабочего миокарда, в течение которого в нем полностью восстанавливаются запасы кислорода, энергии, питательных веществ и удаляются продукты метаболизма (СО₂, молочная кислота и т.д.). Существование общей сердечной паузы предохраняет сердце как мышечный орган от развития в нем процесса утомления.