зеленый практикуп по фозиологии

практически полной утратой насосной функции соответствующего отдела сердца.

Наиболее опасна ситуация фибрилляции желудочков,

являющаяся одной из основных причин внезапной смерти вследствие остановки кровообращения.

Менее опасной является фибрилляция предсердий (мерцательная аритмия), когда хаотическое возбуждение от предсердий случайным образом может проводиться через АВ - соединение, но далее распространяться в обычной последовательности по проводящей системе желудочков. Это позволяет миокарду желудочков возбуждаться синхронно и осуществлять насосную функцию. Однако ритм сокращений желудочков при этом абсолютно нерегулярный и при каждом их сокращении выбрасывается различное количество крови, что дает повод назвать такое состояние delirium cordis («бредом сердца»).

Кроме этого, необходимо проанализировать причины, по которым внеочередное сокращение желудочков по силе и продолжительности меньше чем исходное. Необходимо описать и зарисовать схему возможных причин этого явления.

При анализе компенсаторной паузы особое внимание следует обратить на изменение возбудимости сердца во время экстрасистолы и на то состояние ионных каналов, в котором они находятся при подходе очередной волны возбуждения по проводящей системе сердца. Рассмотреть физиологическую роль и значимость компенсаторной паузы.

Важную роль в выполнении насосной функции сердца, в

обеспечении стабильности систолического и минутного объёма сердца, является сократимость миокарда. Однако по ряду

141

фундаментальных характеристик сердечная мышца заметно отличается от остальных. Одной из таких отличительных особенностей, является закон «всё или ничего», или зависимость

«сила стимула - сила сокращения». Этот закон гласит, что на пороговые и сверхпороговые раздражения, сердце отвечает максимальной силой сокращения («всё»), а на подпороговые сокращения - нет («ничего»). Это объясняется особенностями строения миокарда, клетки которого образуют функциональный синцитий.

При анализе этого закона следует обратить внимание на ПД сократительных миоцитов желудочков сердца - наличие плато ПД,

происхождение которого связано главным образом с вхождением ионов Са2+ в клетки по L- типу Са2+- каналов. Обратить внимание студентов на особую роль этой порции входящего Са2+, как основного механизма обеспечивающего выброс ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума (СПР), так называемого явления

«кальций опосредованный выброс кальция из ретикулума» (CJCR), за счёт активации Саканалов СПР при связывании ионов Са2+ с

рианодинчувствительными рецепторами.

Далее предложить описать последовательность этапов процессов сокращение - расслабление.

Обеспечение всех физиологических свойств и особенностей миокарда требует постоянных затрат энергии, которая расходуется как на работу ионтранспортирующих систем, так и на цикл сокращениерасслабление. Следует рассмотреть энергообеспеченность сердца, возможные источники поставки энергии и высокую энергозависимость миокарда от кислорода.

3. Заключительный этап.

142

Контроль конечного уровня проводят путём решения ситуационных задач с последующим их обсуждением или посредством тестового контроля уровня знаний.

В заключении преподаватель подписывает протоколы исследований, выставляет оценки знаний и умений и задаёт следующую тему занятия.

Лабораторные работы.

1.Анализ проводящей системы сердца.

2.Изучение блокады сердца.

3.Правило «всё или ничего» для сердечной мышцы.

4.Рефрактерность сердечной мышцы. Экстрасистола.

5.Работа на компьютерных моделях виртуального практикума.

6.Просмотр видеофильмов.

5. Ситуационные задачи для определения конечного уровня

знаний студентов.

Задача №1.

Как изменится работа сердца, если произойдёт гиперполяризация мембранного потенциала Р-клеток синоатриального узла на 10 мВ?

Эталон ответа.

Частота сокращений сердца уменьшится, так как в этом случае уровень мембранного потенциала Р-клеток пейсмейкера первого порядка удалится от критического уровня деполяризации и время диастолической деполяризации увеличится, что приведёт к снижению автоматии.

Задача №2.

Что произойдёт с работой сердца, если произойдёт деполяризация мембраны Р-клеток синоатриального узла на 5 мВ?

Эталон ответа.

143

При деполяризации мембраны Р-клеток синоатриального узла время временной деполяризации уменьшится, а, следовательно, увеличится автоматия и как следствие частота сокращений сердца.

Задача №3.

Как изменится возбудимость, скорость проведения возбуждения,

длительность фаз абсолютной и относительной рефрактерности, сила сокращения при увеличении проницаемости клеток миокарда предсердий для ионов калия. Почему?

Эталон ответа.

При увеличении проницаемости мембраны клеток для ионов калия,

будет развиваться гиперполяризация и, как следствие, будет происходить уменьшение возбудимости и скорости проведения возбуждения. Также будет происходить укорочение продолжительности фаз абсолютной и относительной рефрактерности

(за счёт ускорения фазы реполяризации ПД) и снижение силы сокращения (за счёт уменьшения продолжительности фазы плато ПД).

Задача №4.

Какая часть ПД клетки сократительного миокарда отличает его от ПД миоцитов скелетной мышцы? Какая особенность фазовых изменений возбудимости сердечной мышцы при её возбуждении связаны с этим?

Эталон ответа.

Фаза реполяризации. Медленная её часть - « плато « обеспечивает длительный рефрактерный период сердечной мышцы при её возбуждении.

Задача №5.

Кто и в каком опыте открыл явление рефрактерности в сердечной мышце? Опишите кратко суть опыта.

Эталон ответа.

144

Э. Марей. В опыте с нанесением дополнительных раздражений на желудочек ритмично работающего сердца лягушки, которое не отвечало дополнительным сокращением, если раздражение наносилось в период систолы.

Задача №6.

Какое физиологическое значение имеет длительный абсолютный рефрактерный период клеток рабочего миокарда? Какова его продолжительность в покое?

Эталон ответа.

Предотвращает возникновение тетанического сокращения, что важно для обеспечения насосной функции сердца. 0, 27 с (при частоте сокращений сердца 75 уд/мин).

Задача №7.

Что называют экстрасистолой? В фазу сокращения или расслабления миокарда должен действовать раздражитель, чтобы вызвать экстрасистолу в эксперименте? Почему?

Эталон ответа.

Внеочередное сокращение сердца. В фазу расслабления, так как в фазу укорочения сердечная мышца невозбудима (по времени эта фаза совпадает с абсолютной рефрактерной фазой).

Задача №8.

Что называют желудочковой экстрасистолой? Укажите её характерную особенность.

Эталон ответа.

Внеочередное сокращение желудочков сердца, возникающее при генерации дополнительного возбуждения в миокарде желудочков.

После желудочковой экстрасистолы возникает компенсаторная пауза.

Задача №9.

145

Что называют автоматией сердца? Как доказать её наличие?

Эталон ответа.

Способность сердца сокращаться под действием импульсов возникающих в нём самом. Изолированное из организма сердце продолжает ритмично сокращаться (если обеспечено адекватное снабжение миокарда питательными веществами и кислородом).

Задача №10.

Между какими отделами сердца лягушки, и с какой целью накладывают 1-ю лигатуру в опыте Станниуса? Как изменяется при этом работа сердца? Сделайте вывод.

Эталон ответа.

Между предсердиями и венозным синусом для изоляции последнего.

Венозный синус продолжает сокращаться с прежней частотой, а

предсердия и желудочек останавливаются. Водитель ритма сердца лягушки находится в венозном синусе.

Задача №11.

Между какими отделами сердца лягушки, и с какой целью накладывают 2-ю лигатуру в опыте Станниуса? Как изменяется при этом работа сердца? Сделайте вывод.

Эталон ответа.

Между предсердиями и желудочком сердца, для раздражения области атриовентрикулярного соединения. Желудочек возобновляет сокращения, но с меньшей частотой, чем венозный синус. В области атриовентрикулярного соединения имеется латентный

(потенциальный) водитель ритма, или водитель ритма 2-го порядка.

Задача №12.

146

Куда на сердце лягушки, и с какой целью накладывают 3-ю лигатуру в опыте Станниуса? Как изменяется при этом работа сердца? Сделайте вывод.

Эталон ответа.

На уровне нижней трети желудочка с целью изоляции его верхушки.

Верхушка сердца перестаёт сокращаться. В верхушке желудочка сердца лягушки нет водителя ритма.

Задача №13.

Перечислите основные выводы, вытекающие из опыта Станниуса.

Эталон ответа.

Водитель ритма сердца лягушки находится в венозном синусе,

имеется потенциальный (латентный) водитель ритма в области атриовентрикулярного соединения; верхушка желудочка сердца лягушки автоматией не обладает; существует убывающий градиент автоматии от основания сердца (области венозного синуса) к его верхушке.

Задача №14.

Как влияет изменение температуры сердца на частоту его сокращений? Почему?

Эталон ответа.

При нагревании сердца частота сердечных сокращений возрастает,

при охлаждении - снижается, так как соответственно меняется степень автоматии водителя ритма вследствие изменения интенсивности метаболизма.

Задача №15.

Как влияет на частоту сердечных сокращений сердца лягушки изолированное нагревание области венозного синуса в опыте Гаскела?

Атриовентрикулярной области? Сделайте вывод.

147

Эталон ответа.

Изолированное нагревание венозного синуса ведёт к учащению сердечных сокращений. При нагревании только атриовентрикулярной области частота сердечных сокращений не меняется. Водитель сердца лягушки находится в венозном синусе.

Задача №16.

Как называют ткань образующую проводящую систему сердца? Какое свойство этой ткани обеспечивает автоматию сердца?

Эталон ответа.

Атипическая мышечная ткань. Способность к спонтанной генерации возбуждения в связи с наличием медленной диастолической деполяризации её клеток в фазу диастолы сердца.

Задача №17.

Какой узел проводящей системы сердца теплокровных животных является водителем ритма 1-го порядка? Как называется этот узел по имени авторов, его открывших? Где он располагается?

Эталон ответа.

Синоатриальный узел (Кис-Флака). Расположен в устье полых вен под эпикардом правого предсердия.

Задача №18.

В чём основное различие между истинным и потенциальными

(латентными) водителями ритма сердца? В каких условиях выявляется активность потенциальных водителей ритма сердца?

Эталон ответа.

Истинный водитель сердца генерирует импульсы с большей частотой,

чем потенциальные (латентные) водители ритма, навязывая им более высокий ритм возбуждения. Латентные водители реализуют

148

собственную автоматическую активность только в отсутствие импульсов, исходящих от истинного водителя ритма сердца.

Задача №19.

Опишите последовательность распространения возбуждения по сердцу.

Эталон ответа.

Возбуждение возникает в синоатриальном узле, распространяется по проводящей системе и сократительному миокарду предсердий,

атриовентрикулярному узлу, пучку Гиса, его ножкам, волокнам Пуркинье и сократительному миокарду желудочков.

Задача №20.

С какой скоростью распространяется возбуждение по атриовентрикулярному узлу? Какое значение для сократительной деятельности сердца это имеет?

Эталон ответа.

С очень низкой скоростью (0,02- 0,05 м/с). Обеспечивает последовательность сокращений предсердий и желудочков в связи с замедленным проведением возбуждения.

Задача №21.

С какой скоростью распространяется возбуждение по пучку Гиса и волокнам Пуркинье? Какое значение это имеет для сократительной деятельности сердца?

Эталон ответа.

С высокой скоростью, равной примерно 2 - 4 м/сек. Обеспечивает синхронное возбуждение (и сокращение) клеток сократительного миокарда желудочков, что повышает мощность сердца и эффективность его нагнетательной функции.

Задача №22.

149

Какова средняя частота сокращений сердца человека, если водителем ритма является синоатриальный узел, атриовентрикулярный узел,

пучок Гиса, волокна Пуркинье? Какую особенность автоматической деятельности сердца отражают изменения частоты сердечных сокращений при этом?

Эталон ответа.

70 - 50 - 40 - 20 ударов в минуту соответственно. Наличие убывающего градиента автоматии в проводящей системе сердца человека в направлении от предсердий к желудочкам.

Задача №23.

Назовите основные особенности мембранного потенциала клеток водителя ритма сердца (по сравнению с мембранным потенциалом клеток сократительного миокарда).

Эталон ответа.

Низкий уровень мембранного потенциала (на 20 - 30 мВ ниже, чем в рабочих кардиомиоцитах), наличие медленной спонтанной диастолической деполяризации.

Задача №24.

Назовите основные особенности ПД клетки - водителя ритма сердца

(по сравнению с ПД клеток сократительного миокарда). Изобразите схему ПД клетки - водителя ритма сердца.

Эталон ответа.

Амплитуда ПД не большая (60-70 мВ), фаза деполяризации связана с входящим током ионов Na+ и Са2+ по медленно управляемым каналам

(а не быстрым Na+ каналам, как в сократительном миокарде),

отсутствует фаза плато в период реполяризации.

Задача №25.

Каково значение проводящей системы для работы сердца?

150