Физиология сердца

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

РЕФЕРАТ

ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА

Выполнил: студентка группы З-35-15

Гришанова Софья

Проверил: канд. вет. наук, доцент

Данилкина О. П.

Красноярск

2016

Содержание

Введение

Сердце

Круги кровообращения

Морфофункциональные особенности сердца

Строение миокарда сердца

Типические волокна

Нетипические волокна

Автоматия сердца

Схема работы проводящей системы сердца

Физиологические особенности строения сердечной мышцы

Сердечный цикл

Дополнительные определения

Заключение

Список литературы

Введение

В процессе эволюции у высших животных возникает проблема транспорта питательных веществ и кислорода к тканям и отвода от них продуктов метаболизма. Данная проблема была решена развитием системы кровообращения.

С помощью сердца, а также широкой и развернутой сети сосудов (вен, артерий, капилляров), которые разветвляясь проникают в каждую малую точку организма кровь доставляет все необходимое к тканям и относит от них, все токсичные отходы, и продукты жизнедеятельности.

В организме позвоночных животных кровь циркулирует по замкнутой системе сосудов и полостей, названных кровеносной системой, или системой кровообращения.

Сам принцип работы системы кровообращения интересовал ученых с давней древности, но из за невозможности прямого наблюдения (in vita) и появления ошибочных, тупиковых теорий его открытие сильно затянулось во времени.

Долгий срок считалось, что центр кровообращения - это печень, кровь течет по сосудам, а по артериям кислород.

Во II веке д.н.э ученый Гален выдвинул предположение о существовании отверстия в предсердной перегородке, через которое кровь поступает из правого предсердия в левый желудочек. Попытку опровергнуть это мнение предпринял М. Сервет в XVI веке, он открыл малый круг кровообращения, и показал, что весь объем крови проходит через легкие, где и подвергается переработке (а не в печени по бытующему мнению), но Сервет был объявлен инквизиторов и вместе со своими трудами был сожжен, а его учение объявлено ересью.

Повторил его исследования, ученик Фабриция, В. Гарвей (1578-1657), который эмпирическим путем установил замкнутость системы кровообращения, доказал наличие большого и малого кругов кровообращения. Продолжил, доказал и расширил учение Гарвея М. Мальпиги. Он в 1661 году обнаружил капилляры.

Впоследствии огромнейший вклад в развитие изучения системы кровообращения вложили такие ученые как: И. П. Павлов, Э. Г. Старлинг, М.
Г. Удельнова, В. Ф. Овсянников.

Сердце

Сердце центральный орган кровообращения, благодаря его работе кровы беспрерывно циркулирует внутри организма. Сердце начинает свою работу с первым вздохом новорожденного животного и заканчивает лишь с его смертью. кровообращение сердце волокно мышца

Сердце представляет собой мышечный мешок разбитый двумя перегородками на четыре части. Правую (содержащую венозную кровь) и левую (содержащую артериальную кровь), и на предсердия, к которым кровь подтекает из соответствующих магистралей; и желудочков, которые выталкивают кровь. Между предсердиями и желудочками в левой и правой половинах сердца находятся атриовентрикулярные отверстия снабженные Двух- и трехстворчатым клапанами, предназначенными для свободного перехода крови из предсердий в желудочки и препятствующих оттоку крови в обратную сторону. Для тех же целей (односторонняя направленность кровотока) у артерий начинающихся от желудочков (аорта и легочная артерия) имеются полулунные клапаны.

Круги кровообращения

В процессе эволюции у животных появляется два круга кровообращения, которые разделяют на большой и малый круги.

Большой круг начинается в левом желудочке, при его сокращении кровь из сердца попадает в аорту из которой кровь переходит в различной величины артерии, которые впоследствии распадаются на артериолы и капилляры в тканях организма. В капиллярах происходит обмен между кровью и прилегающими тканями. Затем крови собирается в венулы, откуда сливается в вены, и по венам попадает в полую вену и в правое предсердие, на чем путь большого круга кровообращения заканчивается.

Из правого предсердия кровь переливается в правый желудочек, с которого начинается малый круг кровообращения. Правый желудочек выталкивает кровь в легочную артерию, которая делясь на более мелкие сосуды разветвляется сетью капилляров в легких, где кровь насыщается кислородом и отдает связанный углекислый газ. После газообмена кровь собирается в легочных венах и стекает в левое предсердие, где и заканчивается малый круг кровообращения.

Разделение кругов кровообращения способствовало повышению давления в артериях и как следствие более интенсивному обмену веществ.

Морфофункциональные особенности сердца

Сердце является четырехкамерным органом, состоящим из двух предсердий, двух желудочков и двух ушек предсердий. Именно с сокращения предсердий и начинается работа сердца. Масса сердца у взрослого человека составляет 0,04% от веса тела. Его стенка образована тремя слоями - эндокардом, миокардом и эпикардом. Эндокард состоит из соединительной ткани и обеспечивает органу несмачиваемость стенки, что облегчает гемодинамику. Миокард образован поперечно-полосатым мышечным волокном, наибольшая толщина которого в области левого желудочка, а наименьшая - в предсердии. Эпикард является висцеральным листком серозного перикарда, под которым располагаются кровеносные сосуды и нервные волокна. Снаружи сердца располагается перикард - околосердечная сумка. Он состоит из двух слоев - серозного и фиброзного. Серозный слой образован висцеральным и париетальным листками. Париетальный слой соединяется с фиброзным слоем и образует околосердечную сумку. Между эпикардом и париетальным листком имеется полость, которая в норме должна быть заполнена серозной жидкостью для уменьшения трения. Функции перикарда: 1) защита от механических воздействий; 2) предотвращение перерастяжения; 3) основа для крупных кровеносных сосудов.

Сердце вертикальной перегородкой делится на правую и левую половины, которые у взрослого человека в норме не сообщаются между собой. Горизонтальная перегородка образована фиброзными волокнами и делит сердце на предсердие и желудочки, которые соединяются за счет атриовентрикулярной пластинки, В сердце находится два вида клапанов - створчатые и полулунные. Клапан - дубликатура эндокарда, в слоях которого находятся соединительная ткань, мышечные элементы, кровеносные сосуды и нервные волокна.

Створчатые клапаны располагаются между предсердием и желудочком, причем в левой половине - три створки, а в правой - две. Полулунные клапаны находятся в месте выхода из желудочков кровеносных сосудов - аорты и легочного ствола. Они снабжены кармашками, которые при заполнении кровью закрываются. Работа клапанов пассивная, находится под влиянием разности давления.

Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы. Систола - сокращение, которое длится 0,1-0,16 с в предсердии и 0,3-0,36 с в желудочке. Систола предсердий слабее, чем систола желудочков. Диастола - расслабление, у предсердий занимает 0,7-0,76 с, у желудочков - 0,47-0,56 с.

Продолжительность сердечного цикла составляет 0,8-0,86 с и зависит от частоты сокращений. Время, в течение которого предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя, называется общей паузой в деятельности сердца. Она длится примерно 0,4 с. В течение этого времени сердце отдыхает, а его камеры частично наполняются кровью. Систола и диастола - сложные фазы и состоят из нескольких периодов. В систоле различают два периода - напряжения и изгнания крови, включающие в себя: 1) фазу асинхронного сокращения - 0,05 с; 2) фазу изометрического сокращения - 0,03 с; 3) фазу быстрого изгнания крови - 0,12 с; 4) фазу медленного изгнания крови - 0,13 с. Диастола продолжается около 0,47 с и состоит из трех периодов: 1) протодиастолического - 0,04 с; 2) изометрического - 0,08 с; 3) периода наполнения, в котором выделяют фазу быстрого изгнания крови - 0,08 с, фазу медленного изгнания крови - 0,17 с, время пресистолы - наполнение желудочков кровью - 0,1 с.

На продолжительность сердечного цикла влияют частота сердечных сокращений, возраст и пол.

Строение миокарда сердца

Сердце как орган состоит из трех оболочек: эндокарда, самой глубокой оболочки представленной соединительно-тканной оболочкой, покрытой эндотелием, миокарда -- мышечной оболочки сердца и эпикарда - наружной серозной- оболочки сердца.

Миокард построен из сердечной поперечно - полосатой мышечной ткани и имеет ряд особенностей связанных с самой функцией сердца, как в целом, так и его отделов:

- В различных отделах толщина сердечной мышцы неодинакова, например в левом желудочке стенка толще чем в правом.

- Мышцы предсердия обособлены от мышц желудочков.

- В желудочках и предсердиях существуют общие мышечные пласты.

- В области венозных устьев преддверий располагаются сфинктеры.

- Наличие в миокарде двух морфофункциональных типов мышечных волокон.

Сердечная мышца при микроскопии выглядит подобно скелетной поперечно- полосатой мускулатуре. Наблюдается четко выраженная поперечная исчерченость и саркомерное строение.

Различают два типа сердечных волокон:

1) типичные волокна - рабочего миокарда,

2) нетипичные волокна проводящей системы.

Типические волокна

Саркомеры состоят из чередующихся темных (миозиновых) - А, и светлых (актиновых) - I полос. В центра полосы А расположена зона Н имеющая центральную Т-линию. Саркомеры соединяются между собой с помощью вставочных дисков - нексусов, которые и являются истинными границами клеток.

Миозин содержащийся в полосе А, способен расщеплять АТФ до АДФ, то есть представляет собой аденозинтрифосфатазу, а так же способен образовывать с миозином обратимый комплекс актомиозин (в присутствии Са++ и образованием АДФ), чем и обусловлена сократимость сердечной мышцы.

Нетипические волокна

Благодаря атипическим нервным волокнам реализуется автоматия сердца.

Автоматия сердца - это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом.

Морфологическим субстратом автоматии служат атипические сердечные волокна. - пейсмекеры, способные к периодической самогенерации мембранного потенциала.

Атипические миоциты более крупные, нежели рабочие, в них содержится больше саркоплазмы с высоким содержанием гликогена, но мало миофибрилл и митохондрий. В атипических клетках преобладают ферменты, способствующие анаэробному гликолизу.

Сами атипические клетки располагаются в строго определенных областях и образуют синатриальный (Кейт-Флерка) и атриовентрикулярный (Ашоффа-Тавара) узлы и пучек Гисса делящийся на ножки, которые разветвляются как волокна Пуркинье.

Автоматия сердца

Автоматия -- это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Обнаружено, что в клетках атипического миокарда могут генерироваться нервные импульсы. У здорового человека это происходит в области сино-агриального узла, так как эти клетки отличаются от других структур по строению и свойствам. Они имеют веретеновидную форму, расположены группами и окружены общей базальной мембраной. Эти клетки называются водителями ритма первого порядка, или пейсмекерами. В них с высокой скоростью идут обменные процессы, поэтому метаболиты не успевают выноситься и накапливаются в межклеточной жидкости. Также характерными свойствами являются низкая величина мембранного потенциала и высокая проницаемость для ионов Na и Са. Отмечена довольно низкая активность работы натрий-калиевого насоса, что обусловлено разностью концентрации Na и К.

Автоматия возникает в фазу диастолы и проявляется движением ионов Na внутрь клетки. При этом величина мембранного потенциала уменьшается и стремится к критическому уровню деполяризации -- наступает медленная спонтанная диастоличе-ская деполяризация, сопровождающаяся уменьшением заряда мембраны. В фазу быстрой деполяризации возникает открытие каналов для ионов Na и Са, и они начинают свое движение внутрь клетки. В результате заряд мембраны уменьшается до нуля и изменяется на противоположный, достигая +20-30 мВ. Движение Na происходит до достижения электрохимического равновесия по ионам Na, затем начинается фаза плато. В фазу плато продолжается поступление в клетку ионов Са. В это время сердечная ткань невозбудима. По достижении электрохимического равновесия по ионам Са заканчивается фаза плато и наступает период реполяризации - возвращения заряда мембраны к исходному уровню.

Потенциал действия синоатриального узла отличается меньшей амплитудой и составляет ±70-90 мВ, а обычный потенциал ровняется ± 120-130 мВ.

В норме потенциалы возникают в синоатриальном узле за счет наличия клеток - водителей ритма первого порядка. Но другие отделы сердца в определенных условиях также способны генерировать нервный импульс. Это происходит при выключении синоатриального узла и при включении дополнительного раздражения

При выключении из работы синоатриального узла наблюдается генерация нервных импульсов с частотой 50-60 раз в минуту в атриовентрикулярном узле - водителе ритма второго порядка При нарушении в атриовентрикулярном узле при дополнительном раздражении возникает возбуждение в клетках пучка Гиса с частотой 30-40 раз в минуту - водитель ритма третьего порядка.

Градиент автоматии - это уменьшение способности к автоматии по мере удаления от синоатриального узла

Схема работы проводящей системы сердца

Типические миоциты во время сокращения поддерживают стабильный мембранный потенциал, в то время как потенциал нетипических миоцитов синатриального узла медленно понижается в связи с повышением проницаемости мембран для ионов натрия входящих внутрь волокон и ионов калия выходящих из них. При открытии натриевых ворот ионы Na+ лавинообразно устремляются внутрь волокон вызывая распространение нового потенциала. («дрейф» потенциала). После чего процесс повторяется.

Способность к автоматии в различных участках сердца неодинакова и у атриовентрикулярного узла она уже ниже, а у пучка Гисса настолько мала, что соответствующая частота возникновения мембранного потенциала не совместима с жизнью.

Физиологические особенности строения сердечной мышцы

Для обеспечения нормального существования организма в различных условиях сердце может работать в достаточно широком диапазоне частот
(например у лошади в процессе бега частота сердечных толчков может увеличиваться в 4 - 5 раз). Такое возможно благодаря некоторым свойствам, таким как:

1 - Автоматия сердца, это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Описана выше.

2 - Возбудимость сердца, это способность сердечной мышцы возбуждаться от различных раздражителей физической или химической природы, сопровождающееся изменениями физико - химических свойств ткани.

3 - Проводимость сердца, осуществляется в сердце электрическим путем вследствие образования потенциала действия в клетках пейс-мейкерах. Местом перехода возбуждения с одной клетки на другую, служат нексусы.

4 - Сократимость сердца - Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон.

5 - Рефрактерность миокарда - такое временое состояние не возбудимости тканей.

При сбое сердечного ритма происходит мерцание, фибриляция - быстрые асинхронные сокращения сердца, что может привести к летальному исходу.

Сердечный цикл

Работу сердца можно разделить на несколько фаз (периодов):

Напряжения - систола,

Изгнания крови,

Расслабление - диастола.

Сердечным циклом называют согласованное чередование систолы и диастолы сердца.

Началом сердечного цикла принято считать систолу предсердий (причем левое сокращается незначительно раньше правого), при сокращении предсердий давление в них повышается, и кровь перетекает в желудочки сердца. Кровь не оттекает в вены, так как в момент систолы предсердий просвет вен сужен, а в желудочки кровь перетекает свободно, так как желудочки расслаблены, и атриовентрикулярные клапаны свободны. Время цикла 0,1 с.

Следующий этап цикла - систола желудочков. При их сокращение давление возрастает и кровь стремясь оттечь захлопывает атриовентрикулярные клапаны и устремляется в просвет артерий раскрывая полулунные клапаны. Время цикла 0,4 с.

После открытия полулунных клапанов давление в желудочках падает, а в артериях резко возрастает, полулунные клапаны захлопываются наступает диастола желудочков.

Дополнительные определение

Звуковые явления, которыми сопровождается работа сердца, называют тонами сердца.

Количество крови выброшенное сердцем в течении единицы времени названо минутным объемом кровотока.

Отношение минутного объема крови к количеству сокращений серца называют систолическим объемом крови.

При работе сердца возникают биоэлектрические потенциалы, которые можно уловить с помощью специальной фиксирующей аппаратуры ЭКГ.

В связи с постоянной нагрузкой сердце очень чувствительно к недостатку кислорода и питательных веществ, поэтому более 10% крови проходящей через аорту, попадает в коронарные сосуды питающие сердечную мышцу.

Регуляция работы сердца проходит как на гуморальном, так и на нервном уровне. В гуморальной регуляции участвуют гормоны адреналин и норадреналин, а нервная - симпатической и парасимпатической нервной системой.

Важную роль в движении крови выполняют так называемые периферические сердца, то есть скелетная мускулатура. При сокращении мышц (ходьба, работа) суживаются просветы сосудов в них возрастает давление и кровь проталкивается к сердцу.

Заключение

Сердце важнейший орган организма идеально приспособленное для поддержания жизнедеятельности организма. Сложно устроенное, имеющие собственную систему генерации сигнала и контроля частоты сокращений оно способно работать в течении всей жизни животного не утомляясь.

Являясь важнейшим звеном в кровообращении, а следовательно всех обменных процессов организма, работа сердца мгновенно отражает любые физические либо химические отклонения организма от нормы. Поэтому знание принципов работы и физиологических свойств сердца необходимо для нормального контроля за здоровьем животного и обеспечения помощи при каких либо нарушениях в работе этого органа.

Систолу желудочков принято делить на два периода -- период напряжения и период изгнания крови, а диастолу -- на три периода -- протодиастолический период, период изометрического расслабления и период наполнения.

Цикл систола--диастола желудочков представлен в следующем виде.

Систола желудочков -- 0,33 с.

Период напряжения -- 0,08 с: фаза асинхронного сокращения -- 0,05 с; фаза изометрического сокращения -- 0,03 с.

Период изгнания крови -- 0,25 с: фаза быстрого изгнания -- 0,12 с; фаза медленного изгнания -- 0,13 с.

Диастола желудочков -- 0,47 с.

Протодиастолический период -- 0,04 с.

Период изометрического расслабления -- 0,08 с. Период наполнения кровью -- 0,35 с: фаза быстрого наполнения -- 0,08 с; фаза медленного наполнения -- 0,26 с; фаза наполнения, обусловленная систолой предсердия, -- 0,1 с.

Систола желудочков занимает 0,33 с.

Список литературы

1. В.И. Филимонов «Нормальная физиология», Запорожье 1995;

2. Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека, 2011;

3. «Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора, д. м. н. М.В. Неверовой, д-ра мед. наук А.В. Сучкова, к. м. н. А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, Д.М.Н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001

Размещено на Allbest.ru