АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА Мультимедийное сопровождение лекции доц

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА Мультимедийное сопровождение лекции доц. Бардецкой Я. В. Дисциплина – «Возрастная анатомия и физиология человека»

• Клетки нашего организма не имеют непосредственного соприкосновения с внешней средой и снабжение их питательными веществами и кислородом, так же, как и удаление углекислоты и других продуктов клеточного обмена, осуществляется посредством жидкостей: межклеточной, лимфы, спинномозговой жидкости и крови. • Кровообращение происходит в результате деятельности сердца, зависит от деятельности кровеносных сосудов и регулируется при помощи механизмов, видоизменяющих кровоток в интересах отдельных органов и организма в целом. • У позвоночных животных сердечно-сосудистая система замкнутая и образует у млекопитающих два круга - большой и малый. • Главным насосом крови является сердце, расположенное в грудной клетке.

Отделы сосудистой системы. • Правое сердце перекачивает дезоксигенированную кровь. Обедненная кислородом кровь от органов и тканей поступает к правому предсердию, затем изливается в правый желудочек, последний выбрасывает ее в легкие. • Движение крови по сосудам легких от правого сердца к левому называется легочным кровообращением или малым кругом. • В легких кровь насыщается кислородом и перекачивается левым сердцем по всем органам и тканям. • Кровоснабжение через левое сердце и отток крови носит название системного кровообращения или большого круга.

Схема системы кровообращения человека БОЛЬШОЙ КРУГ Начало: левый желудочек аорта Состав: артерии, капилляры и вены мускулатуры тела и всех органов, кроме легких Конец: полые вены - правое предсердие МАЛЫЙ КРУГ Начало: правый желудочек легочной ствол Состав: сосуды легких Конец: легочные вены - левое предсердие

Особенности микроструктуры сердечной мышцы. Сердечная мышца представляет непрерывный слой, состоящий из мышечных (миокардиальных) волокон. • Миокард представляет типическую, рабочую мускулатуру сердца. • Волокна сердечной мышцы имеют строение, похожее на строение волокон скелетных мышц. Они обладают таким же сократительным аппаратом в виде миофибрилл. Инициатором сокращения служит в обоих типах волокон Са 2+. • Главная особенность миокарда, качественно выделяющая его среди всех других типов мышц, в том, что его волокна тесно связаны между собой нексусами, образуя сеть или синцитий.

• В сердце имеются особые атипические мышечные волокна. Поперечная исчерченность у них выражена слабо, но они более легко возбуждаются и скорость распространения волны возбуждения в них существенно выше, чем в миокардиальных волокнах. • Из атипических волокон состоит водитель ритма – пейсмекер – и проводящая система сердца, отвечающие за генерацию возбуждения и проведение его к клеткам рабочего миокарда.

Цикл сердечных сокращений. • Насосная функция сердца осуществляется благодаря попеременным ритмическим сокращениям и расслаблениям миокарда предсердий и желудочков. • Сокращение называют систолой, а расслабление – диастолой. Систола и диастола в норме согласованы между собой и составляют цикл сердечной деятельности. • Каждый цикл начинается с систолы правого предсердия, с того места, где расположены устья полых вен. Затем волна сокращения охватывает оба предсердия, имеющих общую мускулатуру. • Длительность полного цикла сердечных сокращений составляет около 0, 8 с. • У человека в состоянии покоя сердце обычно сокращается и расслабляется 60 -70 раз в минуту.

• • Функции клапанов сердца. Для того чтобы кровь в результате чередования сокращения с расслаблением миокарда передвигалась только в одном направлении – от вен к артериям – необходима согласованная работа клапанов. В сердце существуют два вида клапанов. Клапаны расположены «на входе» и на «выходе» обоих желудочков сердца. Это – атриовентрикулярные клапаны. В левом желудочке - митральный клапан, в правом - трехстворчатый препятствуют обратному забросу крови в предсердия во время систолы желудочков.

• Аортальный и легочный клапаны расположены у основания аорты и легочной артерии соответственно. • Они состоят из трех кармашков в виде полумесяцев, поэтому их еще называют полулунными. • Во время диастолы ток крови устремляется за створки клапанов и завихряется позади них. В силу этого клапаны быстро смыкаются.

Основные физиологические свойства сердечной мышцы. • Как всякая мышца, сердечная обладает возбудимостью, сократимостью и проводимостью. Кроме того, сердце обладает еще и способностью к автоматии. • Период рефрактерности сердечной мышцы продолжается столько же времени, сколько длится ее сокращение в ответ на одиночное раздражение. Поэтому сердце не способно сокращаться тетанически. • Возбудимость – это способность отвечать на раздражение возбуждением, т. е. характерным изменением мембранного потенциала. • Кроме того, миокард обладает проводимостью – способностью проводить возбуждение и сократимостью – способностью к сокращению.

• • Автоматия сердца. Сердце, даже после того, как оно вырезано из тела, может ритмически сокращаться некоторое время. Способность тканей возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в них самих, принято называть автоматизмом. Автоматию сердца проще всего наблюдать на изолированном сердце лягушки, помещенном в физиологический раствор. Томский ученый Кулябко в 1902 г. впервые оживил сердце ребенка через несколько часов после смерти, Андреев - сердце взрослого через 2 суток после смерти.

• Методика исследования электрической активности сердца, введенная в практику В. Эйнтховеном, А. Ф. Самойловым, Т. Льюисом, В. Ф. Зелениным и др. , получила название электрокардиографии, а регистрируемая с ее помощью кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). • Электрокардиография широко применяется в медицине и биологии как диагностический метод, позволяющий оценить динамику распространения возбуждения в сердце и судить о нарушениях и изменениях сердечной деятельности.

• Вследствие определенного положения сердца в грудной клетке и своеобразной формы тела человека электрические силовые линии, возникающие между возбужденными (-) и невозбужденными (+) участками сердца, распределяются по поверхности тела неравномерно. • По этой причине в зависимости от места приложения электродов форма ЭКГ и вольтаж ее зубцов будут различны. • Для регистрации ЭКГ производят отведение потенциалов от конечностей и поверхности грудной клетки. • Обычно используют три так называемых стандартных отведений от конечностей: • I отведение: правая рука — левая рука; • II отведение: правая рука — левая нога; • III отведение: левая рука — левая нога.

• Зубец Р отображает охват возбуждением предсердий и получил название предсердного. Далее возбуждение распространяется на предсердно-желудочковый узел и движется по проводящей системе желудочков. • В это время электрокардиограф регистрирует изопотенциальную линию (оба предсердия полностью возбуждены, оба желудочка еще не возбуждены, а движение возбуждения по проводящей системе желудочков не улавливается электрокардиографом — сегмент PQ на ЭКГ).

• Охват возбуждением желудочков осуществляется посредством передачи возбуждения с элементов проводящей системы на сократительный миокард, что обусловливает сложный характер комплекса QRS, отражающего охват возбуждением желудочков. • При этом зубец Q обусловлен возбуждением верхушки сердца, правой сосочковой мышцы и внутренней поверхности желудочков, • зубец R — возбуждением основания сердца и наружной поверхности желудочков. • Процесс полного охвата возбуждением миокарда желудочков завершается к окончанию формирования зубца S. • Теперь оба желудочка возбуждены, и сегмент ST находится на изопотенциальной линии вследствие отсутствия разности потенциалов в возбудимой системе желудочков.

• Зубец Т отражает процессы реполяризации, т. е. восстановление нормального мембранного потенциала клеток миокарда. • Эти процессы в различных клетках возникают не строго синхронно. Вследствие этого появляется разность потенциалов между еще деполяризованными участками миокарда (т. е. обладающими отрицательным зарядом) и участками миокарда, восстановившими свой положительный заряд. • Указанная разность потенциалов регистрируется в виде зубца Т. • Этот зубец — самая изменчивая часть ЭКГ.

• Количество крови, выбрасываемой желудочком в минуту, называется минутным объемом кровотока. • В состоянии покоя минутный объем (МОК) равен около 4, 5 -5 л. Он одинаков для правого и левого желудочков. • При ритме 70 -75 в мин он составляет 65 -70 мл крови. • Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем крови (УОК), который равен количеству крови, выбрасываемым желудочком за одну систолу. • При ритме сердечных сокращений 70— 75 в минуту систолический объем равен 65— 70 мл крови. • Следует заметить, что в покое в систолу из желудочков изгоняется примерно половина находящейся в них крови. Это создает резервный объем, который может быть мобилизован при необходимости быстрого и значительного увеличения сердечного выброса. МОК = УОК х ЧСС.

Экстракардиальные нервы сердца. Сц — сердце; Пм — продолговатый мозг;

Схема внутрисердечных рефлекторных дуг

Глазосердечный рефлекс Данини-Ашнера

Возрастные особенности сердца

Антенатальный онтогенез. Эмбриональный период. • • На стадии эмбрионального развития кровеносная система еще отсутствует, и зародыш получает необходимые вещества из желточного мешка и тканей материнского организма (гистиотрофный способ питания). Органы кровообращения начинают закладываться со 2 -й, функционировать — с 4 -й недели, их формирование заканчивается на 3 -м месяце внутриутробной жизни. Сокращения сердца эмбриона начинаются на 22 — 23 -й день. Сначала они очень слабы и неритмичны, но с конца 5 -й - начала 6 -й недели сокращения сердца уже регистрируются с помощью эхокардиографии. Причем на этом этапе сосуды еще не образуют полную систему замкнутой циркуляции и сердечные сокращения обеспечивают движение крови в теле эмбриона и желточном мешке, которые связаны между собой сосудами пупочного канатика (три артерии и одна вена). Это период желточного кровообращения. Он продолжается до окончательного формирования плаценты (конец 2 -го — начало 3 -го месяца внутриутробной жизни), после чего плод полностью переходит на плацентарное кровообращение, прекращающееся в момент рождения. Смена желточного кровообращения плацентарным знаменует окончание эмбрионального и начало фетального периода развития.

• (овальное отверстие, аранциев проток и артериальный проток перестают функционировать в периоде новорожденности — происходит их функциональное закрытие, анатомическое закрытие (заращение) происходит в более позднем возрасте; прекращение плацентарного кровообращения вызывает облитерацию пупочных сосудов). • Красным цветом обозначена артериальная кровь, фиолетовым — смешанная, синим — венозная: 1— плацента; 2 — сосуды пупочного канатика; 3 — пупочные артерии; 4 — воротная вена; 5 — печень; 6 — пупочная вена; 7 — аранциев (венозный) проток; 8 — правый желудочек; 9 — правое предсердие; 10 — овальное окно; 11— верхняя полая вена; 12 — сонные артерии; 13 — ярёмные вены; 14 — дуга аорты; 15 — артериальный проток; 16 — легочная артерия; /7—левое предсердие; 18— артерии и вены верхней конечности; 19 — левый желудочек; 20 — легкое и его сосуды; 21 — аорта; 22 — почка; 23 — нижняя полая вена; 24 — селезенка; 25 — кишечник; 26 — артерии и вены нижней конечности • кровообращение новорожденного кровообращение плода

Для кровообращения плода характерны следующие особенности: • Связь между правой и левой половиной сердца и крупными сосудами (два праволевых шунта: овальное окно и артериальный проток). • Правый и левый желудочки сердца нагнетают кровь в аорту, т. е. работают параллельно, а не последовательно, как после рождения. • Значительное превышение вследствие наличия праволевых шунтов минутного объема большого круга кровообращения над минутным объемом малого круга (нефункционирующие легкие). • Поступление к жизненно важным органам (мозг, сердце, печень, верхние конечности) более богатой кислородом крови, чем к другим органам. • Низкое кровяное давление в аорте и легочной артерии, с некоторым преобладанием последнего.

Структурно-функциональные особенности сердца плода • Сердце плода как орган формируется в период эмбрионального развития. • Оно закладывается высоко и, постепенно опускаясь, занимает у плода верхнюю половину переднего средостения. Непропорционально большая печень плода как бы оттесняет диафрагму кверху и мешает опусканию сердца. • За счет мышечных клеток возрастают величина и масса сердца. • При массе эмбриона 1 г масса сердца составляет 10 мг, т. е. 1/100 массы тела. • При рождении масса сердца становится равной 20 г, т. е. увеличивается за время внутриутробного развития плода в 2000 раз. • Если учесть, что у взрослого сердце достигает массы 500 г, в среднем увеличиваясь за это время в 15 раз, станут ясны необычайные темпы роста этого органа у эмбриона и плода.

• Аускультацию тонов сердца с помощью стетоскопа или фонендоскопа осуществляют с передней поверхности живота матери. Тоны слышны с 18 - 20 -й недели, • Электрокардиограмму (ЭКГ) плода регистрируют с 3 - 4 -го месяца при расположении отводящих электродов на животе матери. Обычно одновременно с ЭКГ плода записывают и ЭКГ матери (она отличается большой амплитудой зубцов и более редким их ритмом). • Амплитуда зубцов ЭКГ плода очень мала (35 — 36 мк. В). Как правило, виден только желудочковый комплекс (зубцы QRS), изредка определяются зубцы Р и Т.

ЭКГ, ФКГ и сфигмограмма новорожденного ребенка

Рефлекторная регуляция кровообращения плода. • Иннервация артериальных рефлексогенных зон (синокаротидных и аортальной) обнаруживается рано. Однако рефлекторная регуляция сердца и сосудов с этих рефлексогенных зон у плода практически не выявляется. • Таким образом, существует определенное расхождение между готовностью периферических нервных структур и их использованием центральными механизмами регуляции. • Было показано, что лишь в последней трети внутриутробного развития раздражение периферических отрезков блуждающих нервов начинает вызывать незначительное уменьшение частоты сердечных сокращений (ЧСС). • Симпатические ускоряющие влияния на сердце возникают в онтогенезе раньше парасимпатических. • В целом во время внутриутробного развития нервная регуляция деятельности сердца и сосудов не имеет большого значения. Тем не менее, закладываются основы дальнейшего развития рефлекторной регуляции сердца.

Неонатальный период. • • • С началом легочного дыхания повышается напряжение кислорода в крови, что вызывает расслабление гладкой мускулатуры сосудов легких. Возрастают приток крови в левое предсердие и уровень давления в нем, что способствует механическому закрытию овального окна клапанной заслонкой (функциональное закрытие). Заращение же овального окна (анатомическое закрытие) обычно происходит лишь к 5 - 7 -му месяцу жизни. Небольшое отверстие между предсердиями у 50 % детей сохраняется до 5, изредка до 20 лет, а у 20 % людей — в течение всей жизни, не проявляя себя клинически. Просвет артериального протока его резко уменьшается в связи с повышением тонуса гладкой мускулатуры под влиянием возросшего парциального давления кислорода. Через 1 — 8 суток после рождения движение крови через проток прекращается (функциональное закрытие). Заращение протока (анатомическое закрытие) у большинства детей происходит в период от 2 -го до 5 -го месяца жизни, у 1 % — к концу первого года жизни. В течение 5 мин после рождения венозный проток закрывается в результате сокращения гладкой мускулатуры его стенки (функциональное закрытие). Он зарастает (анатомическое закрытие) к 2 месяцам после рождения. Таким образом, в первые часы жизни происходит полное функциональное разделение малого и большого кругов кровообращения.

• У новорожденных сердце расположено высоко и лежит горизонтально из-за высокого стояния диафрагмы, оттесненной кверху большой печенью. • Форма сердца шарообразна, так как предсердия и магистральные сосуды имеют относительно большие размеры по сравнению с желудочками, чем в последующие возрастные периоды. • Верхушечный толчок отмечается в четвертом межреберье. Масса сердца составляет 20— 24 г, т. е. 0, 8 % массы тела (у взрослых 0, 4 %). • Емкость правого сердца у новорожденного больше, чем левого. • Кровоснабжение сердца обильное ( «рассыпной тип» коронарных сосудов с большим количеством анастомозов). • Частота сердечных сокращений высока и составляет у новорожденных около 120— 140 в минуту, обеспечивая относительно большой минутный объем (450 — 560 мл), что составляет 130— 160 мл/кг (у взрослых 75 мл/кг).

Регуляция кровообращения • Уровень артериального давления у новорожденных поддерживается в основном гуморально, за счет ренин-ангиотензиновой системы. Баро- и хеморецепторы дуги аорты и каротидных синусов функционируют, но рефлекторные влияния с этих областей выражены плохо. • Сосудистые реакции у новорожденных имеют преимущественно прессорный характер. • Непостоянство реакций сердечно-сосудистой системы связывают с незрелостью центральных механизмов, что, вероятно, является одной из причин нестабильности артериального давления у детей первых месяцев жизни.

Грудной возраст. • К 1— 2 годам масса сердца возрастает примерно в 3 раза. Уже к концу периода новорожденности границы сердца смещаются. • После 6 месяцев в связи со становлением позы сидения, а затем и стояния сердце начинает опускаться и разворачиваться, причем левый желудочек уходит вниз и назад, в результате чего к передней стенке прилегает главным образом правый желудочек. • Верхняя граница постепенно опускается и на 2 м месяце жизни от уровня первого межреберья доходит до II ребра, а затем до второго межреберья.

• Различают три периода, когда рост сердца происходит с максимальной скоростью: • от рождения до 2 лет, • от 12 до 14 лет и • от 17 до 20 лет. • По-прежнему левый желудочек опережает в росте правый. • Соотношение массы левого и правого желудочков составляет 3, 5: 1. • В возрасте до 12 лет масса сердца у мальчиков больше, чем у девочек. • Затем у девочек сердце увеличивается быстрее и в 13— 14 лет превосходит по массе сердце у мальчиков. • С 16 лет его масса у девочек снова становится меньше, чем у мальчиков, что связано с периодом полового созревания. • Следует отметить, что периоды интенсивного роста сердца и крупных сосудов отстают от периодов ускоренного темпа роста и увеличения массы тела. Это проявляется функциональными расстройствами сердечно-сосудистой системы (функциональные шумы в сердце и на крупных сосудах, гипертония, гипотония).

• К 2 - 3 годам под влиянием сидения и стояния увеличивается объем легких, диафрагма опускается, сердце принимает косое положение, совершая при этом небольшой поворот вокруг своей оси. • В возрасте 3 — 7 лет верхушка сердца оказывается уже на уровне пятого межреберья на 1 см кнаружи от срединно-ключичной линии, в 7— 12 лет — в пятом межреберье на 0, 5 см кнутри от этой линии (как у взрослых). • В меньшей степени изменяется правая граница сердца: она несколько смещается книзу, но лишь незначительно сдвигается по отношению к правому краю грудины. • В возрасте 12— 14 лет границы сердца у детей почти совпадают с таковыми у взрослых.

Спасибо за внимание! Вопросы?