Физиология системы кровообращения Функции системы кровообращения •

Физиология системы кровообращения

Функции системы кровообращения • Обеспечение обмена веществ между тканями организма и внешней средой, т. е. перенос веществ из одних областей организма в другие. • Виды транспорта: 1). питательные вещества (глюкоза, липопротеиды, аминокислоты); 2). продукты обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин); 3). транспорт газов (СО 2, О 2); 4). транспорт гормонов и др. БАВ; 5). транспорт защитных веществ (иммуноглобулины, система комплемента); 6). транспорт тепловой энергии.

Физиологические свойства сердечной мышцы • • Возбудимость Проводимость Сократимость Автоматия

Потенциал действия типичного кардиомиоцита

Возбудимость • Возбудимость – это способность переходить под действием раздражителя из состояния покоя в состояние возбуждения, т. е. из неактивного состояния в активное. • Возбудимостью обладают как рабочие кардиомиоциты, так и клетки проводящей системы.

Проводимость • Проводимость – это способность проводить возбуждение, т. е. ПД. • Проводимостью обладают и клетки проводящей системы, и рабочие кардиомиоциты. • Между отдельными рабочими кардиомиоцитами имеются участки плотных контактов – нексусов. Мембраны клеток в этих участках обладают низким электрич. сопротивлением→ возбуждение распространяется от волокна к волокну и охватывает весь миокард в целом.

Проводимость • Сердечная мышца – функциональный синцитий, т. к. она состоит из морфологически отдельных, но функционально объединенных мышечных волокон→ возбуждение, возникшее в одной точке миокарда неизбежно вызовет возбуждение всего миокарда→миокард работает как единое целое.

Проводящая система сердца • Другой механизм проведения возбуждения – с участием специализированной проводящей системы (ПС). • Состоит из атипичных кардиомиоцитов, напоминающих по строению эмбриональную мышечную ткань.

Проводящая система сердца

Проводящая система: общий план строения 1). Синоатриальный узел (САУ) – в N основной водитель ритма, пейсмекер 1 -го порядка; 2). Атриовентрикулярный узел (АВУ) – в N «передаточная станция» , осуществляет атриовентрикулярную задержку, водитель ритма 2 -го порядка при патологии САУ; 3). Пучок Гисса с правой и левой ножками и волокна Пуркинье – водитель ритма 3 -го порядка при патологии САУ и АВУ.

Проводящая система сердца • Функции проводящей системы: 1). Способность к ритмической генерации импульсов – автоматия; 2). Атриовентрикулярная задержка. Обеспечивает необходимую последовательность сокращений предсердий и желудочков; 3). Большая скорость проведения возбуждения – до 5 раз быстрее, чем по волокнам рабочего миокарда что обеспечивает синхронное вовлечение клеток миокарда в процесс сокращения→ увелич. мощность миокарда; 4). Анатомическое строение ПС+большая скорость проведения→ сначала возбуждение охватывает верхушку сердца, затем стенки желудочков и основание→сокращение начинается с верхушки→полноценное опорожнение желудочков через полулунные клапаны.

Сократимость • Сократимость – способность мышцы изменять длину и тонус при возбуждении, т. е. сокращаться. • Сократимостью обладает преимущественно рабочий миокард. • Сердечная мышца подчиняется закону «все или ничего» .

Сокращение сердечной мышцы

Закон «все или ничего» • Закон «все или ничего» (Боудич): на пороговое по силе раздражение сердце отвечает сокращением максимальной амплитуды, максимальной силы, которую оно способно развить. • При дальнейшем усилении раздражителя сила сокращений сердца не изменяется, оно отвечает сокращениями такой же силы, как и на пороговое раздражение.

Закон «все или ничего» • Таким образом, сила сокращений сердца не зависит от силы раздражения. Причина: сердце является функциональным синцитием. • Но сила сокращений сердца может зависеть от других факторов (например, от степени утомления мышцы, предшествовавшего растяжения мышцы и др. ), поэтому закон имеет значение лишь в определенных условиях.

Автоматия • Автоматия – это способность сердечной мышцы возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в ней самой, без влияния извне, т. е. это способность самостоятельно генерировать возбуждение. • Автоматией обладают только клетки проводящей системы.

Потенциал действия атипичных кардиомиоцитов

Градиент автоматии • Способность самостоятельно генерировать возбуждение у разных частей ПС неодинакова. • Существует градиент автоматии: уменьшение автоматии в направлении от САУ к волокнам Пуркинье.

Градиент автоматии • САУ – водитель ритма 1 -го порядка способен генерировать импульсы с частотой 60 -80/мин. • АВУ – 40 -50/мин. • Пучок Гисса – 30 -40/мин. • Волокна Пуркинье – 20 -30/мин. • В N САУ «навязывает» ритм сокращений всему сердцу, т. к. приходящие от него импульсы нарушают процесс формирования импульсов в АВУ, пучке Гисса, волокнах Пуркинье.

Опыт Станниуса • Проводят с целью анализа проводящей системы сердца и демонстрации наличия градиента автоматии. • Используют сердце лягушки. Особенности: 1). трехкамерное; 2). есть венозный синус, в стенке которого находится синусный узел – основной водитель ритма у лягушки; 3). верхушка сердца лишена клеток проводящей системы.

Опыт Станниуса

Опыт Станниуса • 1). Первая лигатура – накладывается между венозным синусом и предсердием с целью изоляции синусового узла от серд. мышцы. Венозный синус сокращается в прежнем ритме, сердце останавливается. • 2). Вторая лигатура – накладывается на границе между предсердиями и желудочком с целью механического раздражения АВУ и изоляции предсердий от желудочка. В классическом опыте желудочек начинает сокращаться с частотой меньшей, чем у венозного синуса, а предсердия стоят. • 3). Третья лигатура – накладывается на верхушку сердца с целью ее изоляции от остального желудочка. Верхушка останавливается, остальной желудочек продолжает сокращаться в прежнем ритме (меньшем, чем у синуса).

Рефрактерность • Рефрактерность (невозбудимость) – способность не возбуждаться в определенные промежутки времени. • Когда ткань находится в состоянии возбуждения временно в ней меняется возбудимость: 1). абсолютная рефрактерность – вначале ткань абсолютно невозбудима, любой по силе раздражитель не способен вызвать новое возбуждение;

Рефрактерность

Рефрактерность 2). относительная рефрактерность – происходит постепенное восстановление возбудимости до исходного уровня, в это время только сильные, надпороговые раздражители могут вызвать новое возбуждение; 3). супервозбудимость (экзальтация) – возбудимость превышает исходный уровень, в это время даже подпороговые раздражители могут вызвать новое возбуждение.

Рефрактерность • У сердечной мышцы фаза абсолютной рефрактерности очень длительная, ≈300 мс, занимает весь латентный период, всю систолу и 1/3 диастолы. • Причина: инактивация быстрых Na-евых каналов. • Следствие: сердечная мышца сокращается только по типу одиночного мышечного сокращения, она неспособна сокращаться тетанически (слитно). • Это важно для нагнетательной функции сердца, т. к. тетанус препятствовал бы наполнению камер сердца кровью. • Рефрактерность также препятствует круговому движению возбуждения по миокарду, волна возбуждения успевает угаснуть, обратный вход ее невозможен, т. к. сердце находится в состоянии рефрактерности. Иначе бы нарушалось чередование сокращения и расслабления.

Физические свойства сердечной мышцы • Растяжимость – способность сердечной мышцы под влиянием силы (например, давления) увеличивать свою длину без заметного нарушения структуры. • Эластичность – способность сердечной мышцы восстанавливать свое исходное состояние после прекращения действия деформирующей силы.

Электрические процессы в клетках рабочего миокарда • Потенциал покоя (ПП, мембранный потенциал, МП) – это разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны. Внутренняя поверхность заряжена отрицательно по отношению к внешней. • Если на клетку возбудимой ткани подействовать раздражителем достаточной силы, то клетка приходит в состояние возбуждения, заряд меняется, возникает потенциал действия (ПД). • ПД – это резкое колебание мембранного потенциала, возникающее при возбуждении.

Электрические процессы в клетках рабочего миокарда • ПД рабочих кардиомиоцитов включает ряд фаз: 1). деполяризации; 2). быстрой начальной реполяризации; 3). медленной реполяризации (плато); 4). быстрой конечной реполяризации; 5). фаза покоя.

Электрические процессы в клетках рабочего миокарда • Ионные каналы мембраны рабочего кардиомиоцита: 1). Быстрые Na-евые каналы. Внутрь клетки поступают ионы Nа. 2). Медленные Nа-Cа-евые каналы. Внутрь клетки поступают ионы Nа и Cа. 3). Хлорные каналы. Внутрь клетки поступают ионы Cl. 4). К-евые каналы аномального выпрямления. Из клетки выходят ионы К. При деполяризации их проницаемость для ионов К уменьшается. 5). К-евые каналы задержанного выпрямления. Из клетки выходят ионы К. При деполяризации их проницаемость для ионов К увеличивается, но с некоторой задержкой от начала деполяризации.

Электрокардиография

Аускультация сердца

Клапаны сердца (вид сверху)