Лекция № 5 Физиология кровообращения.
Вопросы:
1. Физиологические свойства мышцы.
2. Фазы работы сердца.
3. Нейрогуморальная регуляция.
4. Кровяное давление
Вопрос: 1 Физиологические свойства сердечной мышцы
Кровообращение – непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и кровеносным сосудам, способствующее обеспечению всех жизненно-важных функций организма животных.
Благодаря постоянному движению крови все обменные процессы, протекающие в каждой клетке организма, объединяются в единое целое.
Вопросы кровообращения интересовали ученых в глубокой древности, но понять принцип кровообращения долгое время не удавалось. В 18 в. Вильям Гарвей (1578-1675) доказал, что кровь движется по системе сосудов, образующих большой и малый круг кровообращения. Но Гарвей не видел капилляров, так как микроскопа в то время еще не было, и он не мог составить полное представление о кровообращении как замкнутой системе.
Сердце – полый мышечный орган конусообразной формы, состоит из 4-х камер: 2-х предсердий и 2-х желудочков. В левой половине 2-х створчатый клапан, в правой – 3-х створчатый. От левого желудочка отходит аорта, а от правого – легочная артерия.
Большой (системное изменение) и малый (легочный) круги кровообращения соединены последовательно и формируют непрерывный круг. Большой круг кровообращения – кровь из левого желудочка направляется в аорту → артерии → капилляры. В результате изменения газового состава кровь становится темно-красной – венозной. Затем капилляры собираются в венулы → мелкие вены → впадают в 2 крупнейшие вены – переднюю и заднюю полые вены, которые впадают в правое предсердие. Малый круг кровообращения – венозная кровь из правого желудочка попадает в легочную артерию → сеть капилляров вокруг легочных альвеол. Газообмен. Ярко-красная кровь по легочным венам → в левое предсердие.
Проводящая система сердца обеспечивает согласованные последовательные сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Она представлена узлами и проводящими волокнами.
1. Синусный узел (синусно-предсердный) – расположен в правом предсердии в области устья полой вены. Является датчиком (водителем) ритма работы сердца, дает импульсы не только в одном режиме, он может менять ритм работы сердца.
2. Узел Ашофф-Тавара (атриовентрикулярный, предсердно-желудочковый). Он находиться на границе предсердий и желудочков. Возбуждение передается к пучку Гиса.
3. Пучок Гиса – мышечный мостик, проводящий возбуждение от предсердий к желудочкам.
4. Ножки Гиса.
5. Волокна Пуркинье – разветвляются с ножек Гисса. По этим волокнам возбуждение предается всем мышечным волокнам, вызывая одновременное их сокращение.
Для обеспечения работы сердца необходимым условием служит анатомическая целостность проводящей системы сердца. Повреждение водителя ритма вызывает остановку.
Свойства сердечной мышцы
1. Автоматизм. Проводящая система для изолированного сердца обеспечивают автоматию (самостоятельная работа сердца независимо от внутренней и внешней среды). Способность к автоматизму обладают все части проводящей системы. Выработка импульсов связана с функцией мышечной ткани, нервные структуры влияют на силу и частоту импульсов. В каждой группе клеток, задающих ритм автоматии, которых называют пейсмекеры, заложена целая программа частотных сокращений.
2. Возбудимость. Способность мышцы воспринимать возбуждение и передавать на соседние участки. В основе процесса возбуждения лежит появление отрицательного электрического потенциала в первоначально возбуждающем участке сердца. Увеличивается температура ткани, усиливается обмен веществ. Невозбужденный участок имеет положительный заряд.
3. Сократимость. Способность к сокращению. Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон. Сердечная мышца сокращается и проводит возбуждение медленнее, чем скелетные мышцы. Сила сокращений сердечной мышца не зависит от интенсивности искусственного раздражения. На очень слабое раздражение сердце совсем не реагирует.
4. Проводимость. Способность проводить импульсы с определенной скоростью. Это осуществляется электрическим путем вследствие образования потенциала действия в мышечных клетках – пейсмекерах (группа клеток задающие ритм автоматии). Разные отделы сердца имеют неодинаковую проводимость – это зависит от содержания в них гликогена и длительности рефрактерных фаз. В случае нарушения проводящей системы сердца, возникают аритмии.
5. Рефрактерность и экстрасистола. Во время возбуждения сердечная мышца не воспринимает новые раздражения и не отвечает новой волной возбуждения. Такое состояние невозбудимости называется – абсолютной рефрактерностью. По времени соответствует систоле. По окончании абсолютной рефрактерности возбудимость приходит в норму – это период относительной рефрактерности. Оно совпадает с расслаблением сердечной мышцы. В данное время мышца способна ответить возбуждением на самые сильные раздражения. Вслед за относительной рефрактерностью наступает короткий период повышенной возбудимости – период экзальтации. Если раздражение наносится во время расслабления сердечной мышцы, то мышца сердца отвечает внеочередным сокращением – экстрасистолой, за которой следует длительная по времени пауза – компенсаторная.
6. Фибрилляция – быстрые асинхронные сокращения мышечного волокна предсердий и желудочков доходящих до 400-600 уд/мин.
Вопрос: 2 Фазы работы сердца.
Двухфазный ритм работы сердца.
Сокращение – систола.
Расслабление – диастола.
Во время систолы происходит освобождение полостей сердца от крови, а во время диастолы – заполнение их кровью. Систола и диастола составляют сердечный цикл. Сердечный цикл начинается с систолы предсердий.
По мере поступления крови в правое предсердие, оно наполняется и создается определенное давление, которое воспринимается рецепторами слизистой оболочки (эндокарда), импульсы поступают в центр сердечно-сосудистой системы, а оттуда к мышцам. Сердечная мышца сокращается, и кровь поступает в желудочки. Систола длится 0,1-0,16 сек. После поступления крови в желудочки предсердия расслабляются, и начинается диастола предсердий (0,7-0,75 сек.). Для желудочков идет наполнение кровью – период наполнения. После наполнения наступает систола желудочков: напряжение, максимальное опорожнение, остаточное опорожнение. Наступает диастола желудочков. Двухфазная работа сердца повторяется периодически. Систола желудочков – 0,3-0,4 сек; диастола желудочков – 0,5-0,56 сек.
Количество крови, выбрасываемой желудочками сердца в минуту, называется минутным объемом кровотока. Минутный объем сердца у лошади равен 20-30 л, у коров – 35 л, овец – 4 л, собак – 1,5 л. Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем кровотока. У лошадей он составляет 850 мл, у крс – 580, овец – 55, у собак массой 10 кг – 14 мл. При напряженной работе систолический и минутный объемы сердца резко увеличиваются.
Вопрос: 3 Нейрогуморальная регуляция.
Двухфазный ритм работы сердца подчиняется нейрогуморальной системе. Нервная регуляция складывается из работы 2-х систем: парасимпатической и нервной симпатической системе.
Парасимпатическая нервная система. В продолговатом мозге заложен центр сердечно-сосудистой деятельности, здесь находится первый нейрон, от него отходят волокна, которые формируют блуждающий нерв. Блуждающий нерв подходит к интрамуральным ганглиям, здесь находится второй нейрон, его волокна подходят к синусному узлу и небольшое количество к узлу Ашофф-Тавара. На этих узлах заканчивается парасимпатическая нервная система.
Симпатическая нервная система. Центр в продолговатом мозге. Волокна отходят и поступают в верхние сегменты грудного отдела спинного мозга, там заложен первый нейрон, от него отходят волокна и поступают к симпатическим узлам, здесь заложен 2-ой нейрон, от него отходят волокна, которые поступают в левое и в правое предсердие.
Нейрогуморальная регуляция работы сердца.
При возбуждении парасимпатической нервной системы меняется скорость возбуждения, сокращения, т.е. работа сердца замедляется. При длительном раздражении блуждающего нерва на короткое время сердце может остановится, а потом восстанавливается – ускользает от влияния парасимпатической нервной системы. При действии симпатической нервной системы действие противоположно.
Гуморальные факторы. Ускоряют: адреналин, гормон тироксин, кальций. Тормозят: ацетилхолин, калий.
Законы работы сердца.
1. Закон лестницы – сила сокращения мышцы поступает постепенно.
2. Закон Боудич – «Все или ничего». Работа или смерть.
3. Закон сердечного волокна (физиолог Старлинг) – чем больше растянуто мышечное волокно во время диастолы, тем сильнее оно сокращается. Следовательно, сила сердечных сокращений зависит от исходной длины мышечных волокон перед началом их сокращений.
4. Закон сердечного ритма (описан физиологом Бейнбриджем)
5. Закон убывающего градиента. Связан со свойством проводящей работы сердца. Согласно этого закон ритм сокращения убывает от синусного узла к нижним отделам (опыт Станниуса).