ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ ЦИКЛ РАБОТЫ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ. ЦИКЛ РАБОТЫ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СЕРДЦА

ГЛАВНАЯ РОЛЬ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ – ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ФУНКЦИИ КРОВИ

ТИПЫ КАРДИОМИОЦИТОВ СОКРАТИТЕЛЬНЫЙ (типичный) МИОКАРД – 99% АТИПИЧНЫЕ МЫШЕЧНЫЕ КЛЕТКИ центров автоматии и проводящей системы ПЕРЕХОДНЫЕ Т-клетки между структурами проводящей системы и сократительными клетками СЕКРЕТОРНЫЕ КЛЕТКИ (в основном в предсердиях)

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИОКАРДА P АВТОМАТИЯ P ВОЗБУДИМОСТЬ P ПРОВОДИМОСТЬ P СОКРАТИМОСТЬ P ТОНИЧНОСТЬ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИОКАРДА Ü БОЛЬШАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПД; Ü ПД Na⁺-Ca⁺⁺ ПРИРОДЫ; Ü БОЛЬШОЙ ПЕРИОД АБСОЛЮТНОЙ РЕФРАКТЕРНОСТИ; Ü МЕНЬШАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ; Ü МЕНЬШАЯ СОКРАТИМОСТЬ; Ü МЕНЬШАЯ ПРОВОДИМОСТЬ; Ü БОЛЬШОЙ ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД; Ü СПОСОБНОСТЬ К АВТОМАТИИ.

АВТОМАТИЯ

АВТОМАТИЯ СПОСОБНОСТЬ ПРИХОДИТЬ В СОСТОЯНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ СТИМУЛОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В САМОЙ КЛЕТКЕ (ТКАНИ) ПРИРОДА АВТОМАТИИ Способность к автоматическому возбуждению присуща атипичным мышечным волокнам сердца, которые имеют черты эмбрионального строения. Это: P малодифференцированная ткань, P в ней мало сократительных элементов, P нет такого правильного чередования актиновых и миозиновых волокон, P способность к сокращению есть, но очень низкая (слабо выражен СПР), P высока способность к самовозбуждению.

ЛИГАТУРЫ СТАННИУСА НОРМА 2 лигатура 3 лигатура 1 лигатура

ЦЕНТРА АВТОМАТИИ 1 -й центр автоматии – в месте впадения полых вен (верхней и нижней) в правое предсердие – это синусный узел (по автору узел Кейс-Фляка). 2 -й – в предсердно-желудочковой перегородке, ближе к правому сердцу – атрио-вентрикулярный (Ашоф-Тавара). 3 -й – пучок Гиса (в межжелудочковой перегородке), он является продолжением а/в узла и ножки пучка Гиса. 4 -й – волокна Пуркинье – в стенках обоих желудочков.

ПРОВОДЯЩАЯ СИСТЕМА СЕРДЦА

ОСОБЕННОСТИ АТРИОВЕНТРИКУЛЯРНОГО УЗЛА Ø Малый диаметр волокон Ø Множество мелких разветвлений Ø Низкая скорость проведения Ø Длительная меняющаяся рефрактерность Ø Блокирование быстрых повторных импульсов ( проведение с декрементом) Ø Ретроградная блокада проведения

СКОРОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ В МИОКАРДЕ Предсердия - 0, 8 - 1, 0 м/с А/В-узел - 0, 01 - 0, 05 м/с Пучок Гиса и его ножки - 2, 0 м/с Волокна Пуркинье - 3, 0 - 4, 0 м/с Миокард желудочков: субэндокардиальный - 1, 0 м/с субэпикардиальный - 0, 4 - 1, 0 м/с

ЗАКОН ГРАДИЕНТА АВТОМАТИИ В. ГАСКЕЛЛА E СТЕПЕНЬ АВТОМАТИИ ТЕМ ВЫШЕ, ЧЕМ БЛИЖЕ РАСПОЛОЖЕН УЧАСТОК ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ К СИНОАТРИАЛЬНОМУ УЗЛУ Ä С/А УЗЕЛ - 60 -80 имп/мин Ä А/В УЗЕЛ - 40 -50 имп/мин Ä ПУЧОК ГИСА - 30 -40 имп/мин Ä ВОЛОКНА ПУРКИНЬЕ - 20 имп/мин

МЕХАНИЗМ АВТОМАТИИ ü В основе автоматии лежит особенность МП клетокводителей ритма. ü В промежутке между двумя сокращениями в диастолу в автоматически возбуждающихся клетках происходит постепенное МП (медленная диастолическая деполяризация – МДД ). ü МДД имеет характер МВ и когда разность потенциалов до КУД, внезапно возникает крутой сдвиг электрического заряда и генерируется ПД. ü Чем быстрее изменяется МП, тем чаще автоматический ритм. Считают, что это зависит от особенностей проницаемости поверхностной мембраны мышечного волокна, и от наличия в ней циклических б/х процессов, ведущих к периодическому изменению проницаемости.

ИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПД КЛЕТОК водителей ритма сердца Связан с: Ø проницаемости клеточной мембраны водителей ритма для ионов К⁺ в диастолу; Ø её проницаемости для ионов Nа⁺ и Са²⁺, которые поступая в клетку во время диастолы способствует их возбуждению (ПД). Ø Установлено, что в развитии МДД и медленной восходящей фазы ПД клеток СУ ведущую роль играют Са²⁺ -каналы. Они проницаемы не только для ионов Са²⁺ , но и для ионов Na⁺. Ø Быстрые Na⁺ -каналы не принимают участия в генерации ПД этих клеток. Ø Важную роль играют и медленные Са²⁺- каналы, обеспечивающие поступление Са²⁺ внутрь клетки.

ПД КЛЕТОК ВОДИТЕЛЯ РИТМА СЕРДЦА 1 – МЕДЛЕННАЯ ДИАСТОЛИЧЕСКАЯ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (МДД) 2 1 3 2 – ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 3 – РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ АВТОМАТИИ ПО ЧАСТОТЕ ПУЛЬСА N ВЫШЕ АВТОМАТИЯ - ЧАЩЕ ПУЛЬСТАХИКАРДИЯ N НИЖЕ АВТОМАТИЯ - РЕЖЕ ПУЛЬС БРАДИКАРДИЯ N МЕНЯЮЩАЯСЯ АВТОМАТИЯ - ПУЛЬС РАЗНОЙ ЧАСТОТЫ - СИНУСОВАЯ АРИТМИЯ

ВОЗБУДИМОСТЬ

ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИМОСТИ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ Возбудимость сердечной мышцы , чем у скелетной, но , чем у гладкой. Сердечная мышца в своем возбуждении подчиняется закону «всё или ничего» . Особая форма ПД сердечной мышцы. Определяется особенностями возбудимости во время возбуждения – длительная фаза абсолютной рефрактерности.

ЗАКОН «ВСЕ ИЛИ НИЧЕГО» ЭФФЕКТ СОКРАЩЕНИЯ СИЛА РАЗДРАЖЕНИЯ

ОСОБЕННОСТИ ПД СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ Ü МПП более низкий, чем у скелетной мышцы; Ü нет видимой фазы местного возбуждения (краткая фаза, слабая, низкая); Ü крутая фаза деполяризации (связана с входом Nа⁺ в клетку); Ü длительная фаза реполяризации – плато реполяризации (это связано с входящим Са²⁺ током, когда каналы для Nа⁺ закрываются и открываются для ионов Са²⁺ и процесс реполяризации замедляется); Ü затем быстрая реполяризация; Ü очень слабо выражен «-» следовой потенциал, а «+» СП практически отсутствует; Ü длительность ПД в 100 раз >, чем в скелетном и нервном волокнах. Общая его продолжительность равна 0, 3 сек при ритме работы 70 в мин. Длительность ПД укорачивается при учащении и удлиняется при замедлении работы сердца.

ПД КЛЕТОК РАБОЧЕГО МИОКАРДА (КАРДИОМИОЦИТОВ) м. В 1 +20 2 0 3 0 0 – ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 1 – НАЧАЛЬНАЯ БЫСТРАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 2 – ПЛАТО (МЕДЛЕННАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ) 3 – КОНЕЧНАЯ БЫСТРАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 4 – ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ 4 -90 мс

ПД КЛЕТОК РАБОЧЕГО МИОКАРДА (КАРДИОМИОЦИТОВ)

ИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПД КАРДИОМИОЦИТОВ

ИЗМЕНЕНИЕ ВОЗБУДИМОСТИ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ м. В 1 +20 2 0 – ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 1 – НАЧАЛЬНАЯ БЫСТРАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 2 – ПЛАТО (МЕДЛЕННАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ) 3 – КОНЕЧНАЯ БЫСТРАЯ РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ 0 0 3 -90 мс III II I I – ФАЗА АБСОЛЮТНОЙ РЕФРАКТЕРНОСТИ II – ФАЗА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ РЕФРАКТЕРНОСТИ III – ФАЗА ЭКЗАЛЬТАЦИИ

СОПРЯЖЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЕЯ И СОКРАЩЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ

СОПРЯЖЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЕЯ И СОКРАЩЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ 2

Сравнительная характеристика процессов возбуждения (I) и возбудимости (II) в скелетной (А) и сердечной (Б) мускулатуре: ПД Сокращение Возбудимость Исходный уровень

ЭКСТРАСИСТОЛА

ЭКСТРАСИСТОЛА 1

ПРОВОДИМОСТЬ

ПРОВОДИМОСТЬ ОСОБЕННОСТИ: Ä Проводимость сердечной мышцы , чем у скелетных, но , чем у гладких. Ä В сердечной мышце есть специализированная проводящая система – импульсы проводятся по атипичным мышечным волокнам к сократительному миокарду. Ä Разная скорость проведения импульсов по сердечной мышце. Ä Существование AV задержки проведения возбуждения. Ä Импульсы проводятся с атипичной мускулатуры на сократительную мускулатуру, т. е. возбуждение передается с мышцы на мышцу, такого больше нет нигде.

МЕХАНИЗМ AV ЗАДЕРЖКИ Предположительно связана с тем, что: ❶ в области AV-узла много синапсов; ❷ что в AV-узле ПД и ПП; ❸ в AV-узле другой уровень метаболизма, чем в других структурах проводящей системы; ❹ d волокна тоньше, чем в других структурах проводящей системы; ❺ проводящие волокна СУ и AV-узла контактируют между собой через волокна рабочего миокарда для которых характерна более низкая V проведения возбуждения.

Наличие проводящей системы обеспечивает ряд важных физиологических особенностей сердца: ритмическую генерацию импульсов (ПД); необходимую последовательность (координацию) сокращений предсердий и желудочков; синхронное вовлечение в процесс сокращения клеток миокарда желудочков (что увеличивает эффективность систолы).

СОКРАТИМОСТЬ

СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА - ЕСТЬ СПОСОБНОСТЬ ПОДДЕРЖИВАТЬ ОПТИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ СИЛОЙ И СКОРОСТЬЮ СОКРАЩЕНИЙ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ

ОСОБЕННОСТИ СОКРАТИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ ö чем в гладких, но чем в скелетных мышцах. ö сердечная мышца способна к изоволемическому сокращению (когда длина не меняется, растет напряжение). Когда желудочки заполнены кровью, клапаны закрыты, сердечная мышца сокращается, но изменить длину мышечного волокна нельзя, т. к. жидкость несжимаема, в результате напряжение; ö не способна к тетаническому сокращению из-за длительной фазы абсолютной рефрактерности; ö сердечная мышца подчиняется закону Франка. Старлинга; ö хроноинотропный эффект – зависимость силы сокращения сердечной мышцы (а следовательно, и возбуждения) от ЧСС.

ЗАКОН ФРАНКА-СТАРЛИНГА Чем сильнее сердечная мышца растянута в фазу диастолы, тем с большей силой она сокращается в фазе систолы: или чем больше крови поступает в сердце во время диастолы, тем с большей силой она будет выброшена в систолу.

МЕХАНИЗМ ЗАКОНА ФРАНКА-СТАРЛИНГА Эластические свойства сердечной мышцы (т. е. физическая регуляция – как резинка); главное, чем больше растяжимость мышцы, тем больше образование акто-миозиновых связей, а чем их больше, тем выше сила сокращений и больше выброс крови.

ХРОНОИНОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ Зависимость силы сокращения сердечной мышцы (а следовательно, и возбуждения) от ЧСС. Хроноинотропия: при ЧСС - сила сокращений. Механизм: при ЧСС – ионы Са²⁺ не успевают возвращаться в СПР и последующее сокращение идет при участии большего количества Са²⁺, следовательно больше актомиозиновых мостиков и интенсивнее сила сокращений.

МЕХАНИЗМ УЧАСТИЯ Са++ В СОКРАЩЕНИИ МИОКАРДА Са++ активация аденилатциклазы образование ц. АМФ активация протеинкиназ фосфорилирование Ä Фосфорилирование тропонина снятие депрессии актомиозиновое взаимодействие Ä переход фосфорилазы Б в фосфорилазу А, гликогенолиз, гликолиз, синтез АТФ Ä фосфорилирование участка мембраны СПР активация Са++ - насоса

МЕХАНИЗМ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ

ВОРОТНАЯ СИСТЕМА Na-канала

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СОКРАЩЕНИЯ МИОКАРДА КРЕАТИНКИНАЗНАЯ СИСТЕМА Митохондрии: АТФ + креатин АДФ + креатинфосфат Миофибриллы : Креатинфосфат + АДФ АТФ + креатин

Сердечный цикл. Методы исследования функций сердца.

Период, охватывающий одно сокращение и последующее расслабление сердца, называется сердечным циклом.

РАБОТА СЕРДЦА В работе сердца выделяют 3 основные состояния: E систола, E диастола, E пауза. Каждое из них занимает ≈ ⅓ всего сердечного цикла. Если сердечный цикл составляет 1 сек. , то по 0, 33 сек. приходится на систолу, диастолу, покой. Режим работы сердца является оптимальным: 8 ч – работа (систола), 8 ч – активный отдых (диастола) и 8 ч – сон (пауза).

Цикл сердца складывается из четырех тактов : ö Четырехтактный цикл может при ЧСС сменяться трехтактным за счет исчезновения 4 -го такта. ö При дальнейшем ЧСС происходит укорочение диастолы желудочков, что может вызвать диастолического наполнения полостей сердца и коронарных сосудов, а, следовательно, и систолического выброса. ö «Критической» частотой в этом отношении считается 180 удмин. öПри замедлении ритма происходят противоположные изменения. СОСТОЯНИЕ ПРЕДСЕРДИЙ СОСТОЯНИЕ ЖЕЛУДОЧКОВ 1 СИСТОЛА ПАУЗА 2 ДИАСТОЛА СИСТОЛА 3 ПАУЗА ДИАСТОЛА 4 ПАУЗА № ТАКТА

СТРУКТУРА СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА Систола желудочков 0, 33 с Диастола желудочков 0, 47 с период напряжения 0, 08 с протодиастолический период 0, 04 с фаза асинхронного сокращения 0, 05 с фаза изоволюмического расслабления 0, 08 фаза изоволюмического сокращения 0, 03 с период наполнения желудочков 0, 25 период изгнания крови 0, 25 с фаза быстрого наполнения 0, 08 с фаза быстрого изгнания 0, 12 с фаза медленного наполнения 0, 17 фаза медленного изгнания 0, 13 с пресистолический период 0, 10 с

ФАЗЫ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА предсердия желудочки систола диастола а – асинхронное сокращение; б – изоволюмическое сокращение; в – изгнание крови; г – протодиастолический период; д – изоволюмическое расслабление; е – фаза наполнения

ЦИКЛ РАБОТЫ ЖЕЛУДОЧКОВ И ЕГО ФАЗЫ СОСТОЯНИЕ ЖЕЛУДОЧКОВ ДИАСТОЛА изоволюмическое расслабление быстрое наполнение медленное наполнение систола предсердий З З З О О О П/Л З З О О/З З З Р= 0 -3 3 -5 мм Hg 70 -80 мм Hg 130 -140 мм Hg 70 -80 мм Hg Р=Рпр 10 -20 мм Hg 0 Р в ЛЖ СТАТИЧЕСКАЯ РАБОТА Р в камерах протосфигмический интервал О/З асинхронное сокращение протодиастолический интервал ПЕРИОД НАПОЛНЕНИЯ медленное изгнание ПЕРИОД РАССЛАБЛЕНИЯ быстрое изгнание ПЕРИОД ИЗГНАНИЯ А/В ФАЗЫ положение клапанов ПЕРИОД НАПРЯЖЕНИЯ изоволюмическое сокращение ПЕРИОДЫ СИСТОЛА ДИНАМИЧЕСКАЯ РАБОТА Е на выброс крови АКТИВНОЕ РАССЛАБЛЕНИЕ НАПОЛНЕНИЕ КРОВЬЮ

ВНЕШНИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА 1. ЗВУКОВЫЕ – ТОНЫ СЕРДЦА - аускультация - фонокардиография 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ - верхушечный и сердечный толчок - механокардиграфия - динамокардиография - баллистокардиография 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ - электрокардиография (ЭКГ) - векторкардиография (ВКГ)

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА Ä УО(СО) – количество крови, выбрасываемой желудочками за 1 сокращение (систолу). В покое составляет не менее 50% КДО крови. В N=40 -70 мл – величина индивидуальна и зависит от: МТ, роста, пола, возраста, тренировки сердечной мышцы. Должная величина УО определяется по таблицам, фактическая может отличаться от должной у здоровых людей в ту или иную сторону на 15%. Ä КДО (конечный диастолический объем) – V крови, содержащегося в желудочке к концу диастолы – при max расширении сосуда. Состоит из СО, РО, ОО КДО = СО + РО + ОО. РО м. б. или . РО + ОО функциональный резерв сердца, который используется при ФН, при гипоксии, температуры и т. д. У тренированных людей СО: РО – 1: 2, 2; у нетренированных людей - СО: РО – 1: 1, 5.

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА 2 Ä КСО (конечный систолический объем) – количество крови, которое остается в полостях желудочков после систолы в состоянии покоя организма. КСО = КДО - СО. КСО – это резерв, из которого организм может черпать дополнительное количество крови при ФН, а также при действии холода, гипоксии и других факторов внешней среды. Ä МОК – количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 мин. МОК = ЧСС х СО - 4, 5 -5, 0 л/мин (N). МОК зависит от конституции человека. Выделяют 3 типа кровообращения (по степени отклонения фактического МОК от должного МОК). Ä Сердечный индекс: СИ = МОК / S п. тела (л/ м²/мин). В N=3, 0 -3, 5 л/м²/мин

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ СЕРДЦА 1. Частота сердечных сокращений – ЧСС - в норме в покое 60 -70 в минуту 2. Ударный объем сердца - УОС - в покое около 70 мл 3. Минутный объем сердца - МОС = ЧСС х УОС - норме в покое - около 5 л

ТИПЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ 1 тип – эукинетический – ф. МОК ± 15% от д. МОК – отклонения составляют 15% в ту или иную сторону; 2 тип – гипокинетический – ф. МОК < д. МОК более чем на 15%; 3 тип – гиперкинетический - ф. МОК > д. МОК менее чем на 15%. Гиперкинетический (3 тип) кровообращения является наименее экономичным, т. к. часть резервных возможностей сердца используется в покое.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ (ФН) НА РАБОТУ СЕРДЦА При ФН ЧСС, СО, МОК. А) у нетренированных людей в большей степени ЧСС (до 180), нежели СО (до 100 -120 мл); Б) у тренированных людей – формируется спортивное сердце: умеренная гипертрофия стенок и умеренная дилатация (расширение) полостей. Отсюда МОК в большей степени за счёт СО – до 150 мл. В покое сердце тренированных людей функционирует более экономно: у них > функциональный резерв, ЧСС при большей мощности систолы; из протекающей крови сердечная мышца извлекает > О₂, т. к. в ней > капилляров. При ФН ЧСС может достигать 200 -250 уд/мин, при этом несостоятельность диастолы не развивается благодаря более совершенному механизму расслабления – тонуса миокарда – за счет большей эффективности Са²⁺насоса. Все эти изменения формируются при динамической нагрузке (ходьба, бег, плавание) и практически отсутствуют при статической.