Физиология сердца Лекция проф Н П Ерофеева

Физиология сердца Лекция проф. Н. П. Ерофеева

W. Harwey (15781657) открыл большой круг кровообращения

M. SERVETO (1511 -1553) открыл малый круг кровообраще ния

Физиология миокарда • Насос ! • Орган любви ? • Эндокринная железа?

В одном – два разных по функции сердца : Правое – насос низкого давления Левое – насос высокого давления

Правое и левое сердце решают разные задачи в системе кровотока: • Правое сердце – насос низкого давления: 15 мм рт. ст. (правый желудочек) -5 мм рт. ст. (левое предсердие)= 10 мм рт. ст. - это градиент давления правого насоса. Этот насос поднимает кровь до уровня верхушек легких. • Левое сердце – насос высокого давления: 100 мм рт. ст. (левый желудочек) -2 мм рт. ст. (правое предсердие)= 98 мм рт. ст. - это градиент давления левого насоса. Этот насос поднимает кровь до уровня поднятой руки.

Правый и левый насосы поднимают кровь на разную высоту

СИСТЕМНЫЙ - ЛЕВЫЙ НАСОС И ЛЕГОЧНЫЙ ПРАВЫЙ НАСОС функционируют ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. Каждый насос выбрасывает в сосудистое русло одинаковый объем крови в минуту.

Все органы тела человека включены в систему кровообращения параллельно: это значит, что все органы получают кровь с идентичным составом и могут регулировать свой кровоток независимо от кровотока через другие органы

Топография миокарда ► Продольная ось сердца во фронтальной плоскости расположена косо сверху вниз, справа налево и сзади наперед, под углом 40° ► Сердце повернуто так, что правые отделы лежат больше спереди, а левые – кзади

► Миокард предсердий состоит из 2 -х слоев –поверхностного и внутреннего. Поверхностный слой имеет циркулярно или поперечно расположенные волокна, а внутренний слой — продольное направление. Поверхностный слой мышц охватывает одновременно оба предсердия, а глубокий — отдельно каждое предсердие. Внутренний слой образует вокруг устьев полых и легочных вен подобие сфинктеров, которые при сокращении предсердий перекрывают просвет этих сосудов. Мышечные пучки предсердий и желудочков не соединяются между собой ► Миокард желудочков состоит из трех слоев. наружного, среднего и внутреннего. Наружный слой имеет косое направление мышечных волокон, идущих от фиброзных колец до верхушки сердца. Волокна внутреннего слоя располагаются продольно и дают начало сосочковым мышцам и мясистым трабекулам. От сосочковых мышц отходят нити (хорды), которые прикрепляются к атриовентрикулярным Клапанам. Средний слой образован круговыми пучками мышечных волокон, отдельный для каждого желудочка

Морфология сердца • • Миокард морфологически и функционально неоднороден: Атипичные миоциты (Р- клетки и волокна Пуркинье)образуют проводящую систему сердца – здесь зарождается ПД и проводится по миокарду Рабочий миокард – главная функция сокращение – таких кардиомиоцитов 99% Нексусы (щелевые контакты) связывают отдельные кардиомиоциты в единую мышечную сеть – синцитий. Синцитий обеспечивает ритмичные и почти синхронные сокращения всех мышечных волокон Десмосомы – межклеточные контакты (похожи на заклепки) механически скрепляют кардиомиоциты между собой • Переходные кардиомиоциты • Секреторные кардиомиоциты • Кардиомиоциты в постэмбриональном периоде не способны к делению

Структура мышечного волокна миокарда: Волокна – столбики цилиндрической формы Миофибриллы Саркомеры Щелевые контакты Десмосомы

Межклеточные связи в миокарде щелевые контакты и десмосомы создают синцитий

Десмосома и щелевые контакты

Рабочий миокард и нексусы

Атипичные кардиомиоциты

Сокращение миофиламентов в миокарде • Кальций, освобождаемый из СПР взаимодействует с местами связывания на тропонине • В тонкой ните актина происходит перемещение тропомиозина относительно тропонина так, что головка поперечного мостика, образованная миозином связывается с актином. После этой связи происходит пространственное перемещение поперечного мостика и лишь затем начинает нарастать механическое напряжение • Величина механической силы мышцы зависит от количества связанных с актином поперечных мостиков

Автоматия сердца обеспечивается проводящей системой

Естественное движение возбуждения в сердце определяется свойствами автоматии Автоматия – способность ритмично генерировать и проводить собственное возбуждение и сокращение без внешних воздействий даже в условиях изоляции • • Возбуждение и сокращение начинаются с СА- узла (правое предсердие). СА- узел – главный водитель ритма. СА- узел генерирует ПД с самой большой частотой. Находится в борозде между соединением верхней полой вены с правым предсердием. СА- узел иннервируется постганглионарными симпатическим и правым блуждающим нервами Из СА- узла ПД (около 1 м/с) двигаются радиально по правому предсердию по мышечным волокнам. Специальный путь – пучок Бахмана проводит ПД из СА- узла к левому предсердию и электрически связывает оба предсердия. Хотя распространение ПД по предсердию происходит широким фронтом как в продольном, так и в поперечном направлениях, скорость распространения возбуждения вдоль длинной оси клеток выше чем в поперечном направлении

продолжение • • • Из предсердий волна возбуждения достигает желудочков через АВ- узел. Расположен на правой стороне межпредсердной перегородки и выполняет роль клапана, т. е проводит возбуждение только в одном направлении (0, 05 м/с). Физиологическая особенность проведения по АВ - узлу: 1 - задержка проведения ПД от предсердий к желудочкам, 2 - АВузел защищает желудочки от чрезмерно высоких частот, когда предсердия возбуждаются с высокой частотой. Клиническая особенность задержки проведения по АВ- узлу: функционально задержка создает возможность для оптимального наполнения желудочков кровью во время сокращения предсердий. АВузел иннервируется левым блуждающим и симпатическими нервами. Нервы регулируют атриовентрикулярное проведение Скорость проведения ПД в АВ- узле ненамного выше чем по рабочему миокарду – иначе потребовалось бы значительное удлинение атриовентрикулярной задержки (ПД не должно «покинуть» желудочки, пока не закончится изгнание крови из предсердий)

продолжение • От АВ- узла начинается пучок Гиса. Он проходит субэндокардиально вниз по правой стороне межжелудочковой перегородки и в области прикрепления створки трехстворчатого клапана к атриовентрикулярному кольцу разделяется на правую и левую ножки. Правая ножка п. Г является прямым продолжением п. Г. • Левая ножка значительно толще и отходит от п. Г почти перпендикулярно и проникает через межжелудочковую перегородку в субэндокардиальное пространство левого желудочка. Правая и левая ножки п. Г ветвятся и образуют сложную сеть проводящих волокон – клетки Пуркинье • Клетки Пуркинье распространяются по субэндокардиальным поверхностям обоих желудочков. к. П – имеют самый большой диаметр, поэтому скорость проведения возбуждения по ним самая высокая (1 – 4 м/с). Далее ПД распространяется от эндокарда к эпикарду со скоростью ), 3 м/с

Камеры сердца • Сердце состоит из 4 камер: двух тонкостенных предсердий отделенных друг от друга межпредсердной перегородкой и двух желудочков. Мышечные стенки Ж. толще, чем у предсердий. Ж. отделены друг от друга межжелудочковой перегородкой. • Предсердия и желудочки разделены фиброзными АВ- кольцами. Справа в кольце располагается трехстворчатый АВ- клапан, слева двухстворчатый. • Давление в камерах сердца управляет их открытием и закрытием. Избыточное движение и выворачивание клапанов в полость предсердий предотвращают сухожильные нити. Нити соединяют свободные края створок клапанов с папиллярными мышцами, которые сокращаются в систолу. • У входа в легочную артерию и аорту расположены полулунные клапаны. Закрытие створчатых АВ- клапанов сопровождается I тоном сердца, а закрытие полулунных – II тоном сердца.

Сердце как насос работает циклами Сердечный цикл – 0, 8 с при ЧСС 75/минуту

Первая фаза цикла – систола предсердий • Длительность – 0, 1 с • Давление крови повышается до 8 -15 мм рт. ст. в левом предсердии. и до 3 -8 мм рт. ст. - в правом предсердии • Створки атриовентрикулярных клапанов открываются • Кровь переходит в желудочки турбулентным током

Систола предсердий

Фазовая структура систолы желудочков. Общая длительность – 0, 3 с Асинхронное сокращение – 0, 05 с

Изоволюмическое сокращение 0, 03 - 0, 05 с

Фаза изгнания (0, 2 -0, 3 с): быстрое - 0, 13 с и медленное – 0, 13 с

Фазовая структура диастолы -0, 47 с Протодиастолический период – 0, 04 с

Изоволюмическое расслабление – 0, 08 с

Быстрое наполнение – 0, 08 с

Медленное наполнение – 0, 18 с

Венозный возврат крови в сердце • Осуществляется благодаря силе vis a tergo – это энергия движения крови, создаваемая работой левого насоса и сохраняющейся после прохождения крови через капилляры • Определяется и другой силой - vis a fronte –это присасывающая силе, развивающаяся благодаря сокращению правого предсердия и уменьшению внутригрудного давления

Показатели работы сердца как насоса • УО – 55 -90 мл • МОК = Сердечный выброс = МОС = производительность сердца = УО×ЧСС = 4 - 6, 5 л/мин • КСО • КДО

ПД СА узла = кардиомиоцита с медленным ответом

Ионная природа ПД СА узла Для клеток водителей ритма СА и АВ узлов характерна 4 я фаза: • медленная диастолическая деполяризация - МДД. Она обусловлена медленным входом ионов натрия и кальция в клетку. В результате мембранный потенциал достигает порогового уровня и клетка снова возбуждается (это обспечивает автоматизм сердца). • Медленная диастолическая деполяризация(МДД) обусловлена особым видом ионных каналов- каналы пейсмекерного тока, или каналов входящего тока ( If) – натриевые каналы. Открываются в конце фазы реполяризации. Через эти каналы натрий входит в кардиомиоциты синоатриального узла в фазу медленной диастолической деполяризации и обеспечивает самовозбуждение. • Такое название каналу (funny т. е. странный) дано потому, что его первооткрыватели не ожидали увидеть входящий натриевый ток в фазу покоя. МДД регулирует ЧСС вне зависимости от нервных влияний.

ПД рабочего миокарда и волокон Пуркинье

ПД скелетной мышцы и миокарда

Электромеханическое сопряжение в миокарде • Сила сокращений миокарда регулируется поступлением ионов Са++ через клеточную мембрану во время ПД в процессе электромеханического сопряжения. Поступление ионов Са++ в кардиомиоциты происходит через медленные кальциевые каналы. Открывание ворт каналов зависит от потенциала и времени. Вход ионов Са++ из околоклеточного пространства активирует сократительные белки и вызывает дополнительный выход ионов Са++ из СПР. Медленный кальциевый ток обеспечивает: • механизм сопряжения ПД и сокращения (электромеханический каплинг) • пополняет запасы Са++ в СПР • Градуальное изменение количества ионов Са++ , выделяющихся из СПР

Теория – инструмент для управления работой миокарда в клинике Активаторы медленных Са++ каналов: • β- миметики (НА, А, изадрин), гистамин, кофеин, ангиотензин II – оказывают положительный инотропный эффект Блокаторы медленных Са++ каналов: • гипоксия, ишемия, снижения уровня АТФ в кардиомиоцитах – нифедипин, верапамил, дилтиазем и др.

Рефрактерность миокарда

Спасибо за внимание!