2 курс / Нормальная физиология / ФИЗИОЛОГИЯ_СЕРДЕЧНО_СОСУДИСТОЙ_СИСТЕМЫ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт физической культуры, спорта и туризма

ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Учебно-методическое пособие для обучающихся по направлениям подготовки

бакалавриата «Педагогическое образование» (профили «Физическая культура»; «Биология и химия»)

Петрозаводск Издательство ПетрГУ 2022

1

Печатается по решению редакционно-издательского совета Петрозаводского государственного университета

Рецензенты:

О. В. Балан, кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии человека

иживотных, патофизиологии, гистологии ПетрГУ;

С.Н. Калинина, кандидат биологических наук, зав. лабораторией экологической физиологии животных ИБ КарНЦ РАН

Авторы:

Л.Е. Блажевич, О. Е. Смирнова, Е. А. Хижкин , В. М. Кирилина

Ф504 Физиология сердечно-сосудистой системы : учебно-методическое пособие для обучающихся по направлениям подготовки бакалавриата «Педагогическое образование» (профили «Физическая культура»; «Биология и химия») / Л. Е. Блажевич, О. Е. Смирнова, Е. А. Хижкин, В. М. Кирилина ; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования Петрозав. гос. ун-т. — Петрозаводск : Издательство ПетрГУ, 2022. — 86 [2] с.

ISBN 978-5-8021-3994-3

Учебно-методическое пособие соответствует требованиям учебного процесса по направлениям подготовки «Педагогическое образование», профиль: «Образование в предметной области «Физическая культура», «Педагогическое образование» (с двумя профилями подготовки), профили: «Образование в предметных областях (Безопасность жизнедеятельности и Физическая культура)», профили: «Образование в предметных областях (Биология и химия)». «Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)», профили «Физическая культура, адаптивная физическая культура и адаптивный спорт».

УДК 612 ББК 28.91/99

2

СОДЕРЖАНИЕ

Тема 1. Свойства миокарда, проводящая система сердца. . . . . . . . .4 Тема 2. Возбудимость и особенности сокращения миокарда . . . .11 Тема 3. Сердечный цикл, круги кровообращения,

тоны сердца, систолический выброс. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Тема 4. Регуляция деятельности сердца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Тема 5. Исследование функционального состояния

сердечно-сосудистой системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Тема 6. Основы кровообращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Тема 7. Характеристики артериальной и венозной систем. . . . . . .61 Тема 8. Давление в венах, венозная помпа

и резервуары крови . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Тема 9. Система микроциркуляции и капилляров . . . . . . . . . . . . . .74 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3

https://t.me/medicina_free

ТЕМА 1

СВОЙСТВА МИОКАРДА,

ПРОВОДЯЩАЯ СИСТЕМА СЕРДЦА

Дидактический материал

Сердце — это мышечный орган, обеспечивающий движение крови в организме человека и животных. Сердце покрывает соединительнотканная оболочка — перикард. Перикард огораживает сердце от других органов грудной полости и защищает его от смещения, перерастягивания при физической нагрузке, а также сдерживает процесс инфицирования в случаях появления очага инфекции в соседних органов. При миграции патогенных агентов на перикард развивается перикардит — воспаление околосердечной сумки. Сама мышца сердца носит название «миокард». Миокард выполняет задачу, связанную с перекачиванием артериальной и венозной крови в организме. Миокард представлен тремя видами клеток: проводящими кардиомиоцитами, сократительными кардиомиоцитами и секреторными кардиомиоцитами. Проводящие кардиомиоциты определяют возможность генерации потенциалов действия и их проведения. Для нормального формирования потенциалов действия необходим баланс ионов натрия, калия, кальция. Иногда дефицит в организме этих ионов приводит к нарушению функции возбуждения кардиомиоцитов, и, как следствие, нарушается нормальная работа сердца. Сократительные кардиомиоциты образуют рабочий миокард и ответственны за его сокращение. Секреторные кардиомиоциты выделяют биологически активные соединения. Внутренняя поверхность сердца называется эндокардом. Этот слой уменьшает трение при движении крови в камерах сердца, тем самым способствуя ее более быстрому движению. Слои

4

https://t.me/medicina_free

миокарда и эндокарда также могут быть подвержены воспалительным процессам. В этом случае развиваются заболевания, носящие соответствующие названия, — миокардит и эндокардит.

Сердце состоит из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков. В правое предсердие кровь попадает при помощи таких сосудов, как полые вены (верхняя и нижняя полые вены). В левое предсердие кровь доставляют сосуды, которые носят название «легочные вены». Кровеносный сосуд под названием «легочная артерия» (легочный ствол) принимает кровь из правого желудочка. Кровь из левого желудочка принимается аортой — крупнейшим кровеносным сосудом организма. Стенка левого желудочка гораздо толще правого, что связано с испытываемой им нагрузкой в процессе выталкивания крови в большой круг кровообращения.

В системе сердца можно выделить четыре клапана: двустворчатый (митральный), трехстворчатый, аортальный, легочный. В левой половине сердца предсердие от желудочка отделяется двустворчатым (митральным) клапаном, в правой половине — трехстворчатым. Оба эти клапана предотвращают поступление крови из желудочков в предсердия. Аортальный клапан препятствует попаданию крови из аорты обратно в левый желудочек, а легочный предотвращает попадание крови из легочного ствола в правый желудочек.

Свойства сердечной ткани

Автоматия — свойство, заключающееся в автономном сокращении миокарда в результате появляющихся в мышце импульсов

Возбудимость — свойство, заключающееся в способности сердечной мышцы возбуждаться под действием различных раздражителей (физических или химических)

Проводимость — свойство, заключающееся в способности сердечной мышцы проводить возбуждение (потенциалы действия) по проводящей системе и мышечным клеткам.

Сократимость — свойство, заключающееся в способности сердечной мышцы сокращаться под действием возбуждения.

Рефрактерность — свойство, заключающееся во временной невозбудимости сердечной мышцы.

5

https://t.me/medicina_free

Проводящая система, сосредоточенная в сердце

Проводящая система, которая сосредоточена в сердце, состоит из атипичных клеток (проводящих кардиомиоцитов) и выполняет функцию генерации возбуждения и его проведения от предсердий к желудочкам. Синусовый узел (узел Кис — Флака, синоатриальный узел, синусно-предсердный узел) спрятан в стенке правого предсердия между устьем верхней полой вены и ушком предсердия. Синусный узел называют водителем ритма первого порядка, поскольку он задает ритм 60—70 ударов в минуту. Ритм, задаваемый этим узлом, называют синусовым ритмом. При синдроме слабости синусового узла сердце не может обеспечить нормальное кровообращение. Поскольку частота сердечных сокращений понижается, то нормальная динамика кровообращения нарушается. Как следствие, ткани организма испытывают дефицит питательных веществ и кислорода. Человек с недостаточностью синусного узла испытывает такие симптомы, как слабость, головокружение, предобморочные состояния, обмороки, урежение пульса, иногда аритмии. Может наблюдаться в ряде случаев учащенное сердцебиение как компенсаторная реакция. При выполнении физической нагрузки эти состояния могут усугубляться. В таких случаях решением проблемы может стать установка электрокардиостимулятора, особого медицинского прибора, способного генерировать электрические импульсы, заставляющие сердечную мышцу сокращаться. Возбуждение, генерируемое синусным узлом, распространяется ниже и достигает атриовентрикулярного узла (предсердно-желудочковый узел, узел Ашоффа — Тавары). Этот узел локализован на границе предсердий и желудочков в межпредсердной перегородке. Его называют водителем ритма второго порядка, и ему соответствует ритм 40—60 ударов в минуту. Следующий элемент проводящей системы сердца представляет собой предсердно-желудочковый пучок. Этот пучок также называют пучком Гиса. Он формирует две ветви, распространяющиеся по межжелудочковой перегородке и уходящие в правый и левый желудочки. Эти ветви принято обозначать как правую и левую ножки пучка Гиса. Заканчиваются эти ножки волокнами Пуркинье, распределяющимися в миокарде желудочков.

6

https://t.me/medicina_free

Пучок Гиса определяет ритм частотой 30—40 ударов в минуту. С ножек пучка Гиса возбуждение переходит на волокна Пуркинье. Они задают ритм 20 ударов в минуту.

Для проводящей системы сердца характерен градиент автоматии. Это означает, что наибольшим потенциалом автоматии обладают клетки синусного узла. Потенциалы действия, генерируемые клетками синусового узла, подавляют потенциалы действия, генерируемые всеми другими элементами проводящей системы. Атриовентрикулярный узел обладает меньшим потенциалом автоматии, чем синусный узел. Пучок Гиса обладаем меньшим потенциалом автоматии чем атриовентрикулярный узел. И наконец, самым малым потенциалом автоматии обладают отдаленные участки ножек пучка Гиса.

Проведение возбуждения по сердцу

Возбуждение передается между клетками проводящей системы и от них рабочим кардиомиоцитам при помощи нексусов — тесных контактов между клетками, представляющими собой мембраны, пронизанные каналами. Через нексусы хорошо проходит возбуждение, и они определяют его проведение от одних участков к другим. Благодаря нексусам кардиомиоциты объединяются вместе в единое, с точки зрения физиологии, функциональное образование, способное сокращаться единовременно.

Возбуждение распространяется по сердцу только в одном направлении — от предсердий к желудочкам (сначала возбуждаются и сокращаются предсердия, а затем желудочки). Распространяться в обратную сторону возбуждение не может. Этому препятствует естественное физиологическое утомление предсердий, которое проявляется в их рефрактерности. Восстановить свою деятельность предсердия смогут только тогда, когда произойдет восстановление биоэлектрического ресурса мембран клеток проводящей системы сердца.

7

https://t.me/medicina_free

Задания к дидактическому материалу

1. Заполните приведенные ниже таблицы.

Таблица 2

Функции и патологии перикарда, миокарда и эндокарда

8

https://t.me/medicina_free

2. Письменно ответьте на вопросы:

—Как будет функционировать сердечно-сосудистая система

вслучае, если развивается недостаточная биоэлектрическая активность синусового узла? Какие могут быть последствия для организма

вцелом? Сможет ли человек выполнять физическую работу в этом случае? Какие могут быть пути решения для такого человека?

—С какими физиологическими процессами связан тот факт, что стенка левого желудочка гораздо толще стенки правого?

—Почему при нарушениях сердечного ритма назначают препараты, содержащие калий, кальций?

9

https://t.me/medicina_free

—Как вы понимаете такое явление, как градиент автоматии? Чем можно объяснить тот факт, что синусовый узел подавляет возбуждение всех других, ниже расположенных, элементов проводящей системы?

—Почему возбуждение передается строго в определенном порядке: от предсердий к желудочкам? Что мешает обратному распространению возбуждения?

3. Устно ответьте на вопросы:

—Каков общий план строения сердца?

—Каково строение проводящей системы сердца? Каковы ее функции?

—Как вы понимаете такое свойство сердечной мышцы, как «автоматия»?

—Как вы понимаете такое свойство сердечной мышцы, как «проводимость»?

—Что такое нексусы и какова их физиологическая роль?

Методические рекомендации для обучающихся

1.Изучите дидактический материал.

2.На основании дидактического материала заполните таблицы.

3.На основании дидактического материала письменно и устно ответьте на вопросы. При необходимости воспользуйтесь учебной литературой, предложенной в конце пособия.

Методические рекомендации для преподавателей

Ответы на все вопросы и задания обучающийся может найти в предложенном дидактическом материале. При появлении затруднений в выполнении заданий или ответах на вопросы рекомендуется объяснить дидактический материал устно с применением обучающих иллюстраций и/или демонстраций либо предложить обучающемуся изучить этот материал дополнительно в соответствующем разделе рекомендуемой учебной литературы.

10

https://t.me/medicina_free