Физиология на човешката съдова система. Физиология на сърдечно-съдовата система: тайните на сърдечните дела
Статията ще обхване цялата тема за нормалната физиология на сърцето и кръвоносните съдове, а именно как работи сърцето, какво кара кръвта да се движи, както и да вземе предвид характеристиките на съдовата система. Нека разгледаме промените, които настъпват в системата с възрастта, с някои от най-често срещаните патологии сред населението, както и при малките представители - при децата.
Анатомия и физиология на сърдечно-съдовата система съдова система- две неразривно свързани науки, между които има пряка връзка. Нарушаването на анатомичните параметри на сърдечно-съдовата система безусловно води до промени в нейната работа, от които следва в бъдеще характерни симптоми. Симптоми, свързани с един патофизиологичен механизъмформират синдроми, а синдромите формират болести.
Познаването на нормалната физиология на сърцето е много важно за лекар от всякаква специалност. Не всеки трябва да се задълбочава в детайлите на работата на човешката помпа, но всеки има нужда от основни познания.
Запознаването на населението с характеристиките на сърдечно-съдовата система ще разшири знанията за сърцето и ще ви позволи да разберете някои от симптомите, които се появяват, когато сърдечният мускул е включен в патология, както и да се справите с превантивните мерки, които могат да укрепят и предотвратяване на появата на много патологии. Сърцето е като автомобилен двигател, то изисква внимателно отношениеза себе си.
Анатомични особености
Една от статиите разглежда подробно. В този случай ще засегнем тази тема само накратко като напомняне за анатомията и Главна идеянеобходимо, преди да се докоснем до темата за нормалната физиология.
И така, сърцето е кух мускулен орган, образуван от четири камери - две предсърдия и две вентрикули. В допълнение към мускулната основа, той има фиброзна рамка, върху която е фиксиран клапният апарат, а именно платната на лявата и дясната атриовентрикуларна клапа (митрална и трикуспидна).
Този апарат включва също папиларни мускули и сухожилни акорди, простиращи се от папиларните мускули до свободните ръбове на клапните клапи.
Сърцето има три слоя.
- ендокард- вътрешният слой, облицоващ вътрешността както на камерата, така и покриващ самия клапен апарат (представен от ендотела);
- миокарда- действителната мускулна маса на сърцето (видът тъкан е специфичен само за сърцето и не се отнася нито за напречнонабраздената, нито за гладката мускулатура);
- епикард- външният слой, покриващ сърцето отвън и участващ в образуването на перикардната торбичка, в която е затворено сърцето.
Сърцето е не само неговите камери, но и неговите съдове, които се вливат в предсърдията и извън вентрикулите. Нека да разгледаме какви са те.
важно! Единствената важна инструкция, насочена към поддържане на здрав сърдечен мускул, е ежедневната физическа активност на човек и правилното хранене, покриващо всички нужди на организма от хранителни вещества и витамини.
- Аорта.Голям еластичен съд, излизащ от лявата камера. Разделен е на гръден и коремен отдел. В гръдната област са изолирани възходящата аорта и дъгата, която дава три основни клона, захранващи горната част на тялото - брахиоцефалния ствол, лявата обща каротидна и лявата субклавиална артерия.Коремната област, състояща се от низходящата аорта, дава голяма брой клонове, които захранват органите на коремната и тазовата кухини и долните крайници.
- Белодробен ствол. основен съддясна камера - белодробната артерия е началото на белодробното кръвообращение. Подразделен на дясна и лява белодробна артерия и още три десни и две леви артерии, отиващи към белите дробове, той играе основна роля в процеса на оксигенация на кръвта.
- Кухи вени.Горната и долната празна вена (английски, IVC и SVC), вливащи се в дясното предсърдие, по този начин прекратяват системното кръвообращение. Горната събира венозна кръв, богата на продукти от тъканния метаболизъм и въглероден диоксид от главата на шията, Горни крайниции горната част на тялото, а долната съответно от останалите части на тялото.
- Белодробни вени.Четири белодробни вени, които се вливат в лявото предсърдие и носят артериална кръв, са част от белодробното кръвообращение. Наситената с кислород кръв се разпространява до всички органи и тъкани на тялото, като ги подхранва с кислород и ги обогатява с хранителни вещества.
- коронарни артерии.Коронарните артерии от своя страна са собствените съдове на сърцето. Сърцето, като мускулна помпа, също изисква храна, която идва от коронарни съдовеизлизащи от аортата, в непосредствена близост до полулунните аортни клапи.
важно! Анатомията и физиологията на сърцето и кръвоносните съдове са две взаимосвързани науки.
Вътрешни тайни на сърдечния мускул
Три основни слоя мускулна тъкан образуват сърцето - предсърдно и камерно (на английски, предсърдно и камерно) миокард и специализирани възбудни и проводящи мускулни влакна. Предсърдният и камерният миокард се свиват като скелетните мускули, с изключение на продължителността на контракциите.
Възбуждащите и проводящи влакна от своя страна се свиват слабо, дори безсилно поради факта, че имат в състава си само няколко контрактилни миофибрили.
Вместо обичайните контракции, последният тип миокард генерира електрически разряд със същия ритъм и автоматичност, провежда го през сърцето, осигурявайки възбудителна система, която контролира ритмичните контракции на миокарда.
Както в скелетните мускули, сърдечният мускул се образува от актинови и миозинови влакна, които се плъзгат едно срещу друго по време на контракциите. Какви са разликите?
- Инервация.Клоновете на соматичната нервна система се приближават до скелетните мускули, докато работата на миокарда е автоматизирана. Разбира се, нервните окончания, например клонки, се приближават до сърцето блуждаещ нервте обаче не играят ключова роля в генерирането на потенциала за действие и последващите контракции на сърцето.
- Структура.Сърдечните мускули се състоят от много отделни клетки с едно или две ядра, свързани в успоредни нишки едно с друго. Миоцитите на скелетните мускули са многоядрени.
- Енергия.Митохондриите са така наречените "енергийни станции" на клетките в Повече ▼открити в сърдечния мускул, отколкото в скелетните мускули. За по-илюстративен пример, 25% от общото клетъчно пространство на кардиомиоцитите е заето от митохондрии и, напротив, само 2% са в клетките на скелетната мускулна тъкан.
- Продължителността на контракциите.Потенциалът за действие на скелетните мускули се причинява до голяма степен от внезапното отваряне на голям брой бързи натриеви канали. Това води до нахлуване на огромно количество натриеви йони в миоцитите от извънклетъчното пространство. Този процес продължава само няколко хилядни от секундата, след което каналите внезапно се затварят и започва период на реполяризация.
В миокарда, от своя страна, потенциалът за действие се дължи на отварянето на два вида канали в клетките наведнъж - същите бързи натриеви и бавни калциеви канали. Особеността на последните е, че те не само се отварят по-бавно, но и остават отворени по-дълго.
През това време повече натриеви и калциеви йони навлизат в клетката, което води до по-дълъг период на деполяризация, последван от фаза на плато в потенциала на действие. Научете повече за разликите и приликите между миокарда и скелетния мускул във видеото в тази статия. Не пропускайте да прочетете тази статия до края, за да разберете как работи физиологията на сърдечно-съдовата система.
Основният генератор на импулси в сърцето
Синоатриалният възел, разположен в стената на дясното предсърдие близо до устието на горната празна вена, е в основата на работата на възбудителната и проводната система на сърцето. Това е група от клетки, способни спонтанно да генерират електрически импулс, който след това се предава през проводната система на сърцето, предизвиквайки миокардни контракции.
Синусовият възел е в състояние да произвежда ритмични импулси, като по този начин определя нормалната сърдечна честота - от 60 до 100 удара в минута при възрастни. Наричат го още естествен пейсмейкър.
След синоатриалния възел импулсът се разпространява по влакната от дясното предсърдие наляво, след което се предава на атриовентрикуларния възел, разположен в междупредсърдната преграда. Това е "преходният" етап от предсърдията към вентрикулите.
На левия и десния крак на His снопчетата електрическият импулс преминава към влакната на Purkinje, които завършват във вентрикулите на сърцето.
внимание! Цената на пълноценната работа на сърцето зависи до голяма степен от нормалната работа на неговата проводяща система.
Характеристики на провеждането на сърдечен импулс:
- значително забавяне на провеждането на импулс от предсърдията към вентрикулите позволява на първия да изпразни напълно и да напълни вентрикулите с кръв;
- координираните контракции на вентрикуларните кардиомиоцити причиняват производството на максимум систолно наляганевъв вентрикулите, поради което е възможно кръвта да се изтласка в съдовете на големите и малки кръгове на кръвообращението;
- задължителен период на релаксация на сърдечния мускул.
Сърдечен цикъл
Всеки цикъл се инициира от потенциал за действие, генериран в синоатриалния възел. Състои се от период на релаксация - диастола, през който вентрикулите се изпълват с кръв, след което настъпва систола - период на свиване.
Общата продължителност на сърдечния цикъл, включително систола и диастола, е обратно пропорционална на сърдечната честота. Така че, когато сърдечната честота се ускори, времето както на релаксация, така и на свиване на вентрикулите значително се съкращава. Това води до непълно запълване и изпразване на камерите на сърцето преди следващото съкращение.
ЕКГ и сърдечен цикъл
P, Q, R, S, T вълните са електрокардиографски запис от повърхността на тялото на електрическото напрежение, генерирано от сърцето. P вълната представлява разпространението на процеса на деполяризация през предсърдията, последвано от тяхното свиване и изхвърляне на кръв във вентрикулите в диастолната фаза.
QRS комплексът е графично представяне на електрическа деполяризация, в резултат на което вентрикулите започват да се свиват, налягането вътре в кухината се увеличава, което допринася за изтласкването на кръвта от вентрикулите в съдовете на системното и белодробното кръвообращение. Т вълната от своя страна представлява етапа на камерна реполяризация, когато започва релаксацията на мускулните влакна.
Помпена функция на сърцето
Около 80% от кръвта, която тече от белодробните вени в лявото предсърдие и от празната вена в дясната, пасивно се влива в камерната кухина. Останалите 20% навлизат във вентрикулите през активната фаза на диастола - по време на предсърдно свиване.
По този начин основната помпена функция на предсърдията повишава изпомпваната ефективност на вентрикулите с около 20%. В покой изключването на тази функция на предсърдията не се отразява симптоматично на дейността на тялото, докато не настъпи физическа активност. В този случай липсата на 20% от ударния обем води до признаци на сърдечна недостатъчност, особено задух.
Например, по време на предсърдно мъждене няма пълноценни контракции, а само трептене на стените им. В резултат на активната фаза също не настъпва пълнене на вентрикулите. Патофизиологията на сърдечно-съдовата система в този случай е насочена към максимално компенсиране на липсата на тези 20% от работата на вентрикуларния апарат, но е опасно за развитието на редица усложнения.
Веднага след като започне свиването на вентрикулите, т.е. започва фазата на систола, налягането в тяхната кухина рязко се повишава и поради разликата в налягането в предсърдията и вентрикулите, митралната и трикуспидалната клапа се затварят, което от своя страна предотвратява кръвна регургитация в обратна посока.
Вентрикуларните мускулни влакна не се свиват едновременно - първо се увеличава напрежението им и едва след това - скъсяване на миофибрилите и всъщност свиване. Увеличаването на интракавитарното налягане в лявата камера над 80 mm Hg води до отваряне на аортните полулунни клапи.
Изхвърлянето на кръв в съдовете също се разделя на бърза фаза, когато се изхвърля около 70% от общия ударен обем, както и бавна фаза, с освобождаване на останалите 30%. Свързаните с възрастта анатомични и физиологични състояния са главно резултат от съпътстващи патологии, които засягат както работата на проводната система, така и нейната контрактилност.
Физиологичните показатели на сърдечно-съдовата система включват следните параметри:
- краен диастолен обем - обемът на кръвта, натрупан във вентрикула в края на диастола (приблизително 120 ml);
- ударен обем - обемът на кръвта, изхвърлена от вентрикула в една систола (около 70 ml);
- краен систолен обем - обемът на кръвта, оставаща във вентрикула в края на систолната фаза (около 40-50 ml);
- фракция на изтласкване - стойност, изчислена като съотношението на ударния обем към обема, оставащ във вентрикула в края на диастолата (нормално трябва да бъде над 55%).
важно! Анатомо-физиологичните особености на сърдечно-съдовата система при децата обуславят др нормална производителностгорните опции.
клапанен апарат
Атриовентрикуларните клапи (митрална и трикуспидна) предотвратяват обратния поток на кръвта в предсърдията по време на систола. Полулунните клапи на аортата и белодробната артерия имат същата задача, само че ограничават регургитацията обратно във вентрикулите. Това е един от най-ярките примери, когато физиологията и анатомията на сърдечно-съдовата система са тясно свързани.
Клапният апарат се състои от куспиди, анулус фиброзус, сухожилни хорди и папиларни мускули. Неизправността на един от тези компоненти е достатъчна, за да ограничи работата на цялото устройство.
Пример за това е инфаркт на миокарда с участие в процеса на папиларния мускул на лявата камера, от който хордата се простира до свободния ръб. митрална клапа. Некрозата му води до разкъсване на платното и развитие на остра левокамерна недостатъчност на фона на инфаркт.
Отварянето и затварянето на клапите зависи от градиента на налягането между предсърдията и вентрикулите, както и вентрикулите и аортата или белодробния ствол.
Клапите на аортата и белодробния ствол от своя страна са изградени по различен начин. Те имат полулунна форма и са в състояние да издържат на по-голямо увреждане от бикуспидалната и трикуспидалната клапа поради по-плътната фиброзна тъкан. Това се дължи на постоянно високата скорост на кръвния поток през лумена на аортата и белодробната артерия.
Анатомията, физиологията и хигиената на сърдечно-съдовата система са фундаментални науки, които се владеят не само от кардиолог, но и от лекари от други специалности, тъй като здравето на сърдечно-съдовата система засяга нормална работавсички органи и системи.
Кръвоносната система се състои от четири компонента: сърце, кръвоносни съдове, органи - кръвно депо, механизми за регулиране.
Кръвоносната система е съставна част на сърдечно-съдовата система, която освен кръвоносната включва и лимфната система. Поради наличието му се осигурява постоянно непрекъснато движение на кръвта през съдовете, което се влияе от редица фактори:
1) работата на сърцето като помпа;
2) разлика в налягането в сърдечно-съдовата система;
3) изолация;
4) клапен апарат на сърцето и вените, който предотвратява обратния поток на кръвта;
5) еластичност съдова стена, особено големи артерии, поради което пулсиращото изхвърляне на кръв от сърцето се превръща в непрекъснат ток;
6) отрицателно вътреплеврално налягане (изсмуква кръв и улеснява венозното й връщане към сърцето);
7) тежестта на кръвта;
8) мускулна активност (свиването на скелетните мускули осигурява изтласкването на кръвта, докато честотата и дълбочината на дишането се увеличават, което води до намаляване на налягането в плеврална кухина, повишена активност на проприорецепторите, причиняващи възбуждане в централната нервна система и увеличаване на силата и честотата на сърдечните контракции).
В човешкото тяло кръвта циркулира през два кръга на кръвообращението - голям и малък, които заедно със сърцето образуват затворена система.
Малък кръг на кръвообращениетое описан за първи път от M. Servet през 1553 г. Започва в дясната камера и продължава в белодробния ствол, преминава в белите дробове, където се извършва обмен на газ, след което кръвта навлиза в лявото предсърдие през белодробните вени. Кръвта се обогатява с кислород. От лявото предсърдие артериалната кръв, наситена с кислород, навлиза в лявата камера, откъдето започва голям кръг. Открит е през 1685 г. от У. Харви. Кръвта, съдържаща кислород, се изпраща поне през аортата големи съдовекъм тъкани и органи, където се извършва газообмен. В резултат на това системата от кухи вени (горни и долни), които се вливат в дясното предсърдие, тече деоксигенирана кръвс ниско съдържаниекислород.
Особеност е фактът, че в голям кръг артериалната кръв се движи през артериите, а венозната кръв - през вените. В малък кръг, напротив, венозната кръв тече през артериите, а артериалната кръв тече през вените.
2. Морфофункционални особености на сърцето
Сърцето е четирикамерен орган, състоящ се от две предсърдия, две вентрикули и две предсърдия. Именно със свиването на предсърдията започва работата на сърцето. Масата на сърцето при възрастен е 0,04% от телесното тегло. Стената му е изградена от три слоя - ендокард, миокард и епикард. Ендокардът е изграден от съединителната тъкани осигурява на органа неовлажняване на стената, което улеснява хемодинамиката. Миокардът се образува от набраздено мускулно влакно, чиято дебелина е най-голяма в областта на лявата камера, а най-малка в предсърдието. Епикардът е висцерален лист на серозния перикард, под който са разположени кръвоносни съдове и нервни влакна. Извън сърцето се намира перикардът - перикардната торбичка. Състои се от два слоя - серозен и фиброзен. Серозният слой се образува от висцералния и париеталния слой. Париеталният слой се свързва с фиброзния слой и образува перикардната торбичка. Между епикарда и париеталния слой има кухина, която обикновено трябва да бъде пълна със серозна течност, за да се намали триенето. Функции на перикарда:
1) защита срещу механични влияния;
2) предотвратяване на преразтягане;
3) основата за големи кръвоносни съдове.
Сърцето е разделено от вертикална преграда на дясна и лява половина, които обикновено не комуникират една с друга при възрастен. Хоризонталната преграда се образува от фиброзни влакна и разделя сърцето на предсърдия и вентрикули, които са свързани с атриовентрикуларна пластина. Има два вида клапи в сърцето, куспидалната и полулунната клапа. Клапата е дупликация на ендокарда, в чиито слоеве има съединителна тъкан, мускулни елементи, кръвоносни съдове и нервни влакна.
Листните клапи са разположени между атриума и вентрикула, с три клапи в лявата половина и две в дясната половина. Полулунните клапи са разположени на изхода на вентрикулите на кръвоносните съдове - аортата и белодробния ствол. Снабдени са с джобове, които се затварят, когато се напълнят с кръв. Работата на вентилите е пасивна, повлияна от разликата в налягането.
Цикълът на сърдечната дейност се състои от систола и диастола. Систола- контракция, която продължава 0,1–0,16 s в атриума и 0,3–0,36 s във вентрикула. Предсърдната систола е по-слаба от вентрикуларната. Диастола- релаксация, в предсърдията отнема 0,7-0,76 s, във вентрикулите - 0,47-0,56 s. Продължителността на сърдечния цикъл е 0,8–0,86 s и зависи от честотата на контракциите. Времето, през което предсърдията и вентрикулите са в покой, се нарича пълна пауза в дейността на сърцето. Продължава приблизително 0,4 s. През това време сърцето почива, а камерите му частично се пълнят с кръв. Систолата и диастолата са сложни фази и се състоят от няколко периода. В систола се разграничават два периода - напрежение и изхвърляне на кръв, включително:
1) фаза на асинхронно свиване - 0,05 s;
2) фаза на изометрична контракция - 0,03 s;
3) фазата на бързо изхвърляне на кръв - 0,12 s;
4) фаза на бавно изхвърляне на кръв - 0,13 s.
Диастолата продължава около 0,47 s и се състои от три периода:
1) протодиастолно - 0,04 s;
2) изометричен - 0,08 s;
3) период на пълнене, в който се разграничава фазата на бързо изтласкване на кръвта - 0,08 s, фазата на бавно изтласкване на кръвта - 0,17 s, времето на пресистол - пълнене на вентрикулите с кръв - 0,1 s.
Продължителността на сърдечния цикъл се влияе от сърдечната честота, възрастта и пола.
3. Физиология на миокарда. Проводната система на миокарда. Свойства на атипичния миокард
Миокардът е представен от набраздена мускулна тъкан, състояща се от отделни клетки - кардиомиоцити, свързани помежду си с нексус и образуващи мускулни влакнамиокарда. По този начин той няма анатомична цялост, но функционира като синцитиум. Това се дължи на наличието на нексуси, които осигуряват бързото провеждане на възбуждането от една клетка към останалите. Според характеристиките на функциониране се разграничават два вида мускули: работещ миокард и атипични мускули.
Работният миокард се формира от мускулни влакна с добре развита набраздена ивица. Работният миокард има редица физиологични свойства:
1) възбудимост;
2) проводимост;
3) ниска лабилност;
4) контрактилност;
5) рефрактерност.
Възбудимостта е способността на набраздения мускул да реагира на нервни импулси. Той е по-малък от този на набраздените скелетни мускули. Клетките на работещия миокард имат голям мембранен потенциал и поради това реагират само на силно дразнене.
Поради ниската скорост на провеждане на възбуждане се осигурява алтернативно свиване на предсърдията и вентрикулите.
Рефрактерният период е доста дълъг и е свързан с периода на действие. Сърцето може да се свие като самотно мускулна контракция(поради дългия рефрактерен период) и закона всичко или нищо.
Атипични мускулни влакнаимат леки свойства на свиване и имат доста високо ниво на метаболитни процеси. Това се дължи на наличието на митохондрии, които изпълняват функция, близка до функцията на нервната тъкан, т.е. осигуряват генерирането и провеждането на нервни импулси. Атипичният миокард образува проводната система на сърцето. Физиологични свойства на атипичния миокард:
1) възбудимостта е по-ниска от тази на скелетните мускули, но по-висока от тази на контрактилните миокардни клетки, следователно тук възниква генерирането на нервни импулси;
2) проводимостта е по-малка от тази на скелетните мускули, но по-висока от тази на контрактилния миокард;
3) рефрактерният период е доста дълъг и е свързан с появата на потенциал за действие и калциеви йони;
4) ниска лабилност;
5) ниска способност за контрактилност;
6) автоматизация (способността на клетките самостоятелно да генерират нервен импулс).
Атипичните мускули образуват възли и снопове в сърцето, които се комбинират в проводяща система. Включва:
1) синоатриален възел или Kis-Fleck (разположен на задната дясна стена, на границата между горната и долната празна вена);
2) атриовентрикуларен възел (лежи в долната част междупредсърдна преградапод ендокарда на дясното предсърдие изпраща импулси към вентрикулите);
3) His сноп (преминава през предсърдната преграда и продължава във вентрикула под формата на два крака - ляв и десен);
4) Влакна на Purkinje (те са разклонения на краката на снопа His, които дават своите клонове на кардиомиоцитите).
Има и допълнителни структури:
1) снопове на Кент (започват от предсърдните пътища и вървят по страничния ръб на сърцето, свързвайки предсърдията и вентрикулите и заобикаляйки атриовентрикуларните пътища);
2) Мейгейлов сноп (намира се под атриовентрикуларния възел и предава информация към вентрикулите, заобикаляйки снопчетата His).
Тези допълнителни пътища осигуряват предаване на импулси, когато атриовентрикуларният възел е изключен, т.е. те причиняват ненужна информация в патологията и могат да причинят извънредно свиване на сърцето - екстрасистол.
По този начин, поради наличието на два вида тъкани, сърцето има две основни физиологични характеристики - дълъг рефрактерен период и автоматизъм.
4. Автоматично сърце
Автоматизация- това е способността на сърцето да се свива под въздействието на импулси, които възникват от само себе си. Установено е, че нервните импулси могат да се генерират в атипични миокардни клетки. При здрав човектова се случва в областта на синоатриалния възел, тъй като тези клетки се различават от другите структури по структура и свойства. Имат вретеновидна форма, разположени са на групи и са заобиколени от обща базална мембрана. Тези клетки се наричат пейсмейкъри от първи ред или пейсмейкъри. Те са метаболитни процеси с висока скорост, така че метаболитите нямат време да се извършат и се натрупват в междуклетъчната течност. Също така характерни свойства са ниската стойност на мембранния потенциал и високата пропускливост за Na и Ca йони. Отбелязана е доста ниска активност на натриево-калиевата помпа, което се дължи на разликата в концентрацията на Na и K.
Автоматизацията настъпва в диастолната фаза и се проявява чрез движението на Na йони в клетката. В същото време стойността на мембранния потенциал намалява и се стреми към критичното ниво на деполяризация - възниква бавна спонтанна диастолна деполяризация, придружена от намаляване на заряда на мембраната. Във фазата на бърза деполяризация се отварят канали за Na и Ca йони и те започват движението си в клетката. В резултат на това зарядът на мембраната намалява до нула и се обръща, достигайки +20–30 mV. Движението на Na става до достигане на електрохимично равновесие за йоните N a, след което започва фазата на платото. Във фазата на платото Са йоните продължават да навлизат в клетката. По това време сърдечната тъкан е невъзбудима. При достигане на електрохимичното равновесие за Ca йони, фазата на платото завършва и започва период на реполяризация - връщане на заряда на мембраната до първоначалното ниво.
Потенциалът на действие на синоатриалния възел има по-малка амплитуда и е ± 70–90 mV, а обичайният потенциал е равен на ± 120–130 mV.
Обикновено потенциалите възникват в синоатриалния възел поради наличието на клетки - пейсмейкъри от първи ред. Но други части на сърцето, при определени условия, също могат да генерират нервен импулс. Това се случва, когато синоатриалният възел е изключен и когато е включена допълнителна стимулация.
Когато синоатриалният възел е изключен от работа, се наблюдава генериране на нервни импулси с честота 50-60 пъти в минута в атриовентрикуларния възел - пейсмейкър от втори ред. В случай на нарушение в атриовентрикуларния възел с допълнително дразнене, възниква възбуждане в клетките на снопа His с честота 30-40 пъти в минута - пейсмейкър от трети ред.
автоматичен градиент- това е намаляване на способността за автоматизация, докато се отдалечавате от синоатриалния възел.
5. Енергоснабдяване на миокарда
За да работи сърцето като помпа, е необходимо достатъчно количество енергия. Процесът на доставка на енергия се състои от три етапа:
1) образование;
2) транспорт;
3) консумация.
Енергията се генерира в митохондриите под формата на аденозин трифосфат (АТФ) по време на аеробна реакция по време на окисляването на мастни киселини (главно олеинова и палмитинова). По време на този процес се образуват 140 молекули АТФ. Снабдяването с енергия може да възникне и поради окисляването на глюкозата. Но това е енергийно по-малко благоприятно, тъй като при разлагането на 1 молекула глюкоза се получават 30–35 молекули АТФ. Когато кръвоснабдяването на сърцето е нарушено, аеробните процеси стават невъзможни поради липса на кислород и се активират анаеробни реакции. В този случай 2 молекули АТФ идват от 1 молекула глюкоза. Това води до сърдечна недостатъчност.
Получената енергия се транспортира от митохондриите през миофибрилите и има редица характеристики:
1) се извършва под формата на креатин фосфотрансфераза;
2) за транспортирането му е необходимо наличието на два ензима -
АТФ-АДФ-трансферази и креатин фосфокиназа
АТФ се прехвърля към външната повърхност на митохондриалната мембрана чрез активен транспорт с участието на ензима АТФ-АДФ-трансфераза и, използвайки активния център на креатин фосфокиназата и Mg йони, се доставят до креатин с образуването на АДФ и креатин фосфат . ADP навлиза в активния център на транслоказата и се изпомпва в митохондриите, където претърпява повторно фосфорилиране. Креатин фосфатът се насочва към мускулните протеини с потока на цитоплазмата. Съдържа и ензима креатинфосфоксидаза, който осигурява образуването на АТФ и креатин. Креатинът с потока на цитоплазмата се приближава до митохондриалната мембрана и стимулира процеса на синтез на АТФ.
В резултат на това 70% от генерираната енергия се изразходва за свиване и отпускане на мускулите, 15% за калциевата помпа, 10% отиват за натриево-калиевата помпа, 5% отиват за синтетични реакции.
6. Коронарният кръвен поток, неговите характеристики
За пълноценната работа на миокарда е необходимо достатъчно количество кислород, който се осигурява от коронарните артерии. Те започват от основата на аортната дъга. Дясната коронарна артерия захранва по-голямата част от дясната камера, интервентрикуларната преграда, задната стена на лявата камера, а останалите отдели се захранват от лявата коронарна артерия. Коронарните артерии са разположени в жлеба между предсърдието и вентрикула и образуват множество разклонения. Артериите са придружени от коронарни вени, които се вливат във венозния синус.
Характеристики на коронарния кръвен поток:
1) висока интензивност;
2) способността за извличане на кислород от кръвта;
3) наличието на голям брой анастомози;
4) висок тонус на гладкомускулните клетки по време на контракция;
5) значително количество кръвно налягане.
В покой на всеки 100 g сърдечна маса се изразходват 60 ml кръв. При преминаване в активно състояние се увеличава интензивността на коронарния кръвоток (при тренирани хора се повишава до 500 ml на 100 g, а при нетренирани - до 240 ml на 100 g).
В покой и активност миокардът извлича до 70–75% от кислорода от кръвта и с увеличаване на нуждата от кислород способността за извличане не се увеличава. Нуждата се задоволява чрез увеличаване на интензивността на кръвния поток.
Поради наличието на анастомози, артериите и вените са свързани помежду си, заобикаляйки капилярите. Броят на допълнителните съдове зависи от две причини: годността на човека и фактора исхемия (липса на кръвоснабдяване).
Коронарният кръвоток се характеризира с относително високо кръвно налягане. Това се дължи на факта, че коронарните съдове започват от аортата. Значението на това се състои в това, че се създават условия за по-добър преход на кислород и хранителни вещества в междуклетъчното пространство.
По време на систола в сърцето навлиза до 15% от кръвта, а по време на диастола - до 85%. Това се дължи на факта, че по време на систола свиващите се мускулни влакна притискат коронарните артерии. В резултат на това се получава порционно изхвърляне на кръв от сърцето, което се отразява в величината на кръвното налягане.
Регулирането на коронарния кръвен поток се осъществява чрез три механизма - локален, нервен, хуморален.
Авторегулацията може да се осъществи по два начина - метаболитен и миогенен. Метаболитният метод на регулиране е свързан с промяна в лумена на коронарните съдове поради вещества, образувани в резултат на метаболизма. Разширяването на коронарните съдове възниква под въздействието на няколко фактора:
1) липсата на кислород води до увеличаване на интензивността на кръвния поток;
2) излишъкът от въглероден диоксид предизвиква ускорено изтичане на метаболити;
3) аденозилът насърчава разширяването на коронарните артерии и увеличава притока на кръв.
Слаб вазоконстрикторен ефект възниква при излишък на пируват и лактат.
Миогенен ефект на Остроумов-Бейлисе, че гладкомускулните клетки започват да се свиват, за да се разтягат, когато кръвното налягане се повиши, и да се отпуснат, когато то спада. В резултат на това скоростта на кръвния поток не се променя при значителни колебания в кръвното налягане.
Нервна регулациякоронарният кръвен поток се осъществява главно от симпатиковия отдел на автономната нервна система и се активира с увеличаване на интензивността на коронарния кръвен поток. Това се дължи на следните механизми:
1) 2-адренергичните рецептори преобладават в коронарните съдове, които при взаимодействие с норепинефрин понижават тонуса на гладкомускулните клетки, увеличавайки лумена на съдовете;
2) когато се активира симпатиковата нервна система, съдържанието на метаболити в кръвта се увеличава, което води до разширяване на коронарните съдове, в резултат на което се наблюдава подобрено кръвоснабдяване на сърцето с кислород и хранителни вещества.
Хуморалната регулация е подобна на регулацията на всички видове съдове.
7. Рефлекторни въздействия върху дейността на сърцето
Така наречените сърдечни рефлекси са отговорни за двупосочната комуникация на сърцето с централната нервна система. В момента има три рефлексни влияния - собствени, спрегнати, неспецифични.
Собствените сърдечни рефлекси възникват при възбуждане на рецепторите, вградени в сърцето и кръвоносните съдове, т.е. в собствените рецептори на сърдечно-съдовата система. Те лежат под формата на клъстери - рефлексогенни или рецептивни полета на сърдечно-съдовата система. В областта на рефлексогенните зони има механо- и хеморецептори. Механорецепторите ще реагират на промени в налягането в съдовете, на разтягане, на промени в обема на течността. Хеморецепторите реагират на промените в химичния състав на кръвта. При нормално състояниетези рецептори се характеризират с постоянна електрическа активност. Така че, когато налягането или химичният състав на кръвта се промени, импулсът от тези рецептори се променя. Има шест вида присъщи рефлекси:
1) рефлекс на Бейнбридж;
2) влияние от областта на каротидните синуси;
3) влияние от областта на аортната дъга;
4) влияние от страна на коронарните съдове;
5) влияние от страна на белодробните съдове;
6) влияние от перикардни рецептори.
Рефлекторни въздействия от областта каротидни синуси- ампуловидни разширения на вътрешните каротидна артерияпри бифуркацията на общата каротидна артерия. С повишаване на налягането импулсите от тези рецептори се увеличават, импулсите се предават по влакната на IV двойка черепни нерви и се увеличава активността на IX двойка черепни нерви. В резултат на това възниква облъчване на възбуждане и то се предава по влакната на вагусните нерви към сърцето, което води до намаляване на силата и честотата на сърдечните контракции.
С намаляване на налягането в областта на каротидните синуси, импулсите в централната нервна система намаляват, активността на IV двойка черепни нерви намалява и се наблюдава намаляване на активността на ядрата на X двойка черепни нерви . Доминират симпатиковите нерви причинявайки увеличениесила и пулс.
Стойността на рефлексните влияния от областта на каротидните синуси е да се осигури саморегулация на дейността на сърцето.
С повишаване на налягането рефлексните влияния от аортната дъга водят до увеличаване на импулсите по влакната на вагусните нерви, което води до повишаване на активността на ядрата и намаляване на силата и честотата на сърдечните контракции, и обратно.
С повишаване на налягането рефлексните влияния от коронарните съдове водят до инхибиране на сърцето. В този случай се наблюдава понижаване на налягането, дълбочина на дишане и промяна в газовия състав на кръвта.
При претоварване на рецепторите от белодробните съдове се наблюдава инхибиране на работата на сърцето.
Когато перикардът е разтегнат или раздразнен от химикали, се наблюдава инхибиране на сърдечната дейност.
Така техните собствени сърдечни рефлекси саморегулират количеството на кръвното налягане и работата на сърцето.
Конюгираните сърдечни рефлекси включват рефлексни влияния от рецептори, които не са пряко свързани с дейността на сърцето. Например, това са рецепторите на вътрешните органи, очна ябълка, температурни и болкови рецептори на кожата и др. Тяхното значение е да осигурят адаптиране на работата на сърцето при променящи се условия на външни и вътрешна среда. Освен това подготвят сърдечно-съдовата система за предстоящото претоварване.
Неспецифичните рефлекси обикновено липсват, но могат да се наблюдават по време на експеримента.
Така рефлекторните въздействия осигуряват регулиране на сърдечната дейност в съответствие с нуждите на организма.
8. Нервна регулация на дейността на сърцето
Нервната регулация се характеризира с редица особености.
1. Нервната система има пусково и коригиращо действие върху работата на сърцето, осигурявайки адаптация към нуждите на организма.
2. Нервната система регулира интензивността на метаболитните процеси.
Сърцето се инервира от влакна на централната нервна система - екстракардиални механизми и собствени влакна - интракардиални. Основата на интракардиалните регулаторни механизми е метисимпатичната нервна система, която съдържа всички необходими интракардиални образувания за възникване на рефлексна дъга и осъществяване на локална регулация. Важна роля играят и влакната на парасимпатиковия и симпатиковия отдел на автономната нервна система, които осигуряват аферентна и еферентна инервация. Еферентните парасимпатикови влакна са представени от блуждаещи нерви, тела на преганглионарни неврони I, разположени в дъното на ромбовидната ямка на продълговатия мозък. Процесите им завършват интрамурално, а телата на II постганглийните неврони се намират в сърдечната система. Блуждаещите нерви осигуряват инервация на образуванията на проводната система: десният - синоатриалният възел, левият - атриовентрикуларният възел. Центровете на симпатиковата нервна система се намират в страничните рога на гръбначния мозък на нивото на I-V гръдни сегменти. Той инервира вентрикуларния миокард, предсърдния миокард и проводната система.
Когато се активира симпатиковата нервна система, силата и честотата на сърдечните контракции се променят.
Центровете на ядрата, които инервират сърцето, са в състояние на постоянно умерено възбуждане, поради което нервните импулси навлизат в сърцето. Тонът на симпатиковия и парасимпатиковия дял не е еднакъв. При възрастен преобладава тонът на блуждаещите нерви. Поддържа се от импулси, идващи от централната нервна система от рецептори, вградени в съдовата система. Те се намират под формата на нервни струпвания на рефлексогенни зони:
1) в областта на каротидния синус;
2) в областта на аортната дъга;
3) в областта на коронарните съдове.
При прекъсване на нервите, идващи от каротидните синуси към централната нервна система, се наблюдава намаляване на тонуса на ядрата, които инервират сърцето.
Блуждаещият и симпатиковият нерв са антагонисти и имат пет вида влияние върху работата на сърцето:
1) хронотропен;
2) батмотропен;
3) дромотропен;
4) инотропен;
5) тонотропен.
Парасимпатиковите нерви влияят негативно и в петте посоки, а симпатиковите – напротив.
Аферентните нерви на сърцето предават импулси от централната нервна система до окончанията на блуждаещите нерви - първичните сензорни хеморецептори, които реагират на промените в кръвното налягане. Те се намират в миокарда на предсърдията и лявата камера. С повишаване на налягането активността на рецепторите се увеличава и възбуждането се предава на продълговатия мозък, работата на сърцето се променя рефлексивно. В сърцето обаче са открити свободни нервни окончания, които образуват субендокардиални плексуси. Те контролират процесите на тъканно дишане. От тези рецептори импулсите се изпращат към невроните на гръбначния мозък и осигуряват болка по време на исхемия.
По този начин аферентната инервация на сърцето се извършва главно от влакната на блуждаещите нерви, които свързват сърцето с централната нервна система.
9. Хуморална регулация на дейността на сърцето
Фактори хуморална регулацияса разделени на две групи:
1) вещества със системно действие;
2) вещества с локално действие.
ДА СЕ системни веществавключват електролити и хормони. Електролитите (Ca йони) имат изразен ефект върху работата на сърцето (положителен инотропен ефект). При излишък на Са може да настъпи сърдечен арест по време на систола, тъй като няма пълно отпускане. Na йоните са в състояние да имат умерен стимулиращ ефект върху дейността на сърцето. С увеличаване на тяхната концентрация се наблюдава положителен батмотропен и дромотропен ефект. K йони във високи концентрации имат инхибиторен ефект върху работата на сърцето поради хиперполяризация. Въпреки това, леко повишаване на съдържанието на K стимулира коронарния кръвен поток. Сега е установено, че с повишаване на нивото на K в сравнение с Ca настъпва намаляване на работата на сърцето и обратно.
Хормонът адреналин повишава силата и честотата на сърдечните контракции, подобрява коронарния кръвоток и повишава метаболитните процеси в миокарда.
тироксин (хормон щитовидната жлеза) засилва работата на сърцето, стимулира метаболитните процеси, повишава чувствителността на миокарда към адреналин.
Минералокортикоидите (алдостерон) стимулират реабсорбцията на Na и екскрецията на K от тялото.
Глюкагонът повишава нивата на кръвната захар чрез разграждане на гликоген, което води до положителен инотропен ефект.
Половите хормони по отношение на дейността на сърцето са синергисти и усилват работата на сърцето.
Вещества с локално действиеработят там, където се произвеждат. Те включват медиатори. Например, ацетилхолинът има пет вида негативни ефекти върху дейността на сърцето, а норепинефринът - напротив. Тъканните хормони (кинини) са вещества с висока биологична активност, но бързо се разрушават и следователно имат локален ефект. Те включват брадикинин, калидин, умерено стимулиращи съдове. Въпреки това, при високи концентрации, те могат да причинят намаляване на сърдечната функция. Простагландините, в зависимост от вида и концентрацията, са в състояние да упражняват различни влияния. Метаболитите, образувани по време на метаболитните процеси, подобряват притока на кръв.
По този начин хуморалната регулация осигурява по-продължително адаптиране на дейността на сърцето към нуждите на тялото.
10. Съдов тонус и неговата регулация
Съдовият тонус, в зависимост от произхода, може да бъде миогенен и нервен.
Миогенният тонус възниква, когато определени съдови гладкомускулни клетки започват спонтанно да генерират нервен импулс. Полученото възбуждане се разпространява в други клетки и възниква свиване. Тонусът се поддържа от базалния механизъм. Различните съдове имат различен основен тонус: максималният тонус се наблюдава в коронарните съдове, скелетните мускули, бъбреците, а минималният тонус се наблюдава в кожата и лигавицата. Неговото значение се състои в това, че съдовете с висок базален тонус реагират на силно дразнене с отпускане, а с нисък тонус те се свиват.
Нервният механизъм възниква в клетките на гладката мускулатура на съдовете под въздействието на импулси от централната нервна система. Поради това има още по-голямо увеличение на базалния тонус. Такъв общ тон е тонът на покой, с честота на импулса 1-3 в секунда.
Така съдовата стена е в състояние на умерено напрежение - съдов тонус.
В момента има три механизма на регулиране на съдовия тонус - локален, нервен, хуморален.
авторегулацияосигурява промяна в тона под въздействието на локално възбуждане. Този механизъм е свързан с релаксация и се проявява чрез релаксация на гладкомускулните клетки. Има миогенна и метаболитна авторегулация.
Миогенната регулация е свързана с промяна в състоянието на гладките мускули - това е ефектът на Остроумов-Бейлис, насочен към поддържане на постоянно ниво на обема на кръвта, доставян на органа.
Метаболитната регулация осигурява промяна в тонуса на гладкомускулните клетки под въздействието на вещества, необходими за метаболитните процеси и метаболити. Причинява се главно от вазодилатиращи фактори:
1) липса на кислород;
2) повишаване на съдържанието на въглероден диоксид;
3) излишък на K, ATP, аденин, cATP.
Метаболитната регулация е най-силно изразена в коронарните съдове, скелетните мускули, белите дробове и мозъка. По този начин механизмите на авторегулация са толкова изразени, че в съдовете на някои органи те оказват максимална устойчивост на свиващия ефект на ЦНС.
Нервна регулацияОсъществява се под въздействието на вегетативната нервна система, която действа като вазоконстриктор и вазодилататор. Симпатиковите нерви предизвикват вазоконстриктивен ефект в тези, в които те преобладават? 1-адренергични рецептори. Това са кръвоносните съдове на кожата, лигавиците, стомашно-чревния тракт. Импулсите по вазоконстрикторните нерви пристигат както в покой (1-3 в секунда), така и в състояние на активност (10-15 в секунда).
Вазодилататорните нерви могат да бъдат от различен произход:
1) парасимпатикова природа;
2) симпатичен характер;
3) аксон рефлекс.
Парасимпатиковият отдел инервира съдовете на езика, слюнчените жлези, пиа матер, външни полови органи. Медиаторът ацетилхолин взаимодейства с М-холинергичните рецептори на съдовата стена, което води до разширяване.
Симпатиковият отдел се характеризира с инервация на коронарните съдове, съдовете на мозъка, белите дробове и скелетните мускули. Това се дължи на факта, че адренергичните нервни окончания взаимодействат с β-адренергичните рецептори, причинявайки вазодилатация.
Аксонният рефлекс възниква, когато се стимулират кожни рецептори, които се извършват в аксона на един нервна клетка, което води до разширяване на лумена на съда в областта.
По този начин нервната регулация се осъществява от симпатиковия отдел, който може да има както разширяващи, така и свиващи ефекти. Парасимпатиковата нервна система има директен разширяващ ефект.
Хуморална регулацияизвършва се от вещества с локално и системно действие.
Местните вещества включват Ca йони, които имат стесняващ ефект и участват в появата на потенциал за действие, калциеви мостове, в процеса на мускулна контракция. К йоните също предизвикват вазодилатация и в големи количества водят до хиперполяризация на клетъчната мембрана. Излишъкът от Na йони може да доведе до повишаване на кръвното налягане и задържане на вода в тялото, променяйки нивото на хормонална секреция.
Хормоните имат следния ефект:
1) вазопресинът повишава тонуса на гладкомускулните клетки на артериите и артериолите, което води до тяхното стесняване;
2) адреналинът може да има разширяващ и стесняващ ефект;
3) алдостеронът задържа Na в тялото, засягайки съдовете, повишавайки чувствителността на съдовата стена към действието на ангиотензин;
4) тироксинът стимулира метаболитните процеси в гладкомускулните клетки, което води до стесняване;
5) ренинът се произвежда от клетките на юкстагломеруларния апарат и навлиза в кръвния поток, действайки върху протеина ангиотензиноген, който се превръща в ангиотензин II, което води до вазоконстрикция;
6) атриопептидите имат разширяващ ефект.
Метаболитите (напр. въглероден диоксид, пирогроздена киселина, млечна киселина, Н йони) действат като хеморецептори в сърдечно-съдовата система, увеличавайки скоростта на предаване на импулси в ЦНС, което води до рефлексно свиване.
Веществата с локално действие предизвикват различни ефекти:
1) медиаторите на симпатиковата нервна система имат главно стесняващ ефект, а парасимпатиковият - разширяващ;
2) биологично активни вещества: хистамин - разширяващо действие, и серотонин - стесняващо;
3) кинините (брадикинин и калидин) предизвикват разширяващ ефект;
4) простагландините основно разширяват лумена;
5) ензимите за ендотелна релаксация (група вещества, образувани от ендотелиоцити) имат изразен локален стесняващ ефект.
По този начин съдовият тонус се влияе от локални, нервни и хуморални механизми.
11. Функционална система, която поддържа постоянно ниво на кръвното налягане
Функционална система, която поддържа постоянно ниво на кръвното налягане, - временен набор от органи и тъкани, който се образува при отклонение на показателите, за да се върнат към нормалното. Функционалната система се състои от четири връзки:
1) полезен адаптивен резултат;
2) централна връзка;
3) изпълнителско ниво;
4) обратна връзка.
Полезен адаптивен резултат- нормалната стойност на кръвното налягане, с промяна в която импулсът от механорецепторите в централната нервна система се увеличава, в резултат на което възниква възбуждане.
Централна връзкапредставена от вазомоторния център. Когато неговите неврони са възбудени, импулсите се събират и се спускат към една група неврони - акцептор на резултата от действието. В тези клетки възниква стандарт на крайния резултат, след което се разработва програма за постигането му.
Изпълнителна връзкавключва вътрешни органи:
1) сърце;
2) съдове;
3) отделителни органи;
4) органи на хематопоезата и разрушаването на кръвта;
5) депозиращи органи;
6) дихателната система(при промяна на отрицателното вътреплеврално налягане се променя венозното връщане на кръвта към сърцето);
7) жлези вътрешна секрециякоито отделят адреналин, вазопресин, ренин, алдостерон;
8) скелетни мускули, които променят двигателната активност.
В резултат на дейността на изпълнителната връзка кръвното налягане се възстановява. Вторичен поток от импулси идва от механорецепторите на сърдечно-съдовата система, пренасяйки информация за промените в кръвното налягане до централната връзка. Тези импулси отиват към невроните на акцептора на резултата от действието, където полученият резултат се сравнява със стандарта.
Така при постигане на желания резултат функционалната система се разпада.
Вече е известно, че централните и изпълнителните механизми функционална системане се включват едновременно, т.н до момента на включване разп:
1) краткосрочен механизъм;
2) междинен механизъм;
3) дълъг механизъм.
Механизми с кратко действиесе включват бързо, но продължителността на действието им е няколко минути, максимум 1 час.Те включват рефлекторни промени в работата на сърцето и тонуса на кръвоносните съдове, т.е. нервният механизъм е първият, който се включва.
междинен механизъмзапочва да действа постепенно в продължение на няколко часа. Този механизъм включва:
1) промяна в транскапилярния обмен;
2) намаляване на филтрационното налягане;
3) стимулиране на процеса на реабсорбция;
4) отпускане на напрегнатите съдови мускули след повишаване на техния тонус.
Механизми с продължително действиепричиняват по-значителни промени във функциите на различни органи и системи (например промяна във функционирането на бъбреците поради промяна в обема на отделената урина). Резултатът е възстановяване на кръвното налягане. Хормонът алдостерон задържа Na, което насърчава реабсорбцията на вода и повишава чувствителността на гладките мускули към вазоконстрикторни фактори, главно към системата ренин-ангиотензин.
По този начин, когато стойността на кръвното налягане се отклонява от нормата, различни органи и тъкани се комбинират, за да се възстановят показателите. В този случай се образуват три реда бариери:
1) намаляване на съдовата регулация и сърдечната функция;
2) намаляване на обема на циркулиращата кръв;
3) промени в нивото на протеин и формирани елементи.
12. Хистохематична бариера и нейната физиологична роля
Хистохематична бариераТова е бариерата между кръвта и тъканта. Те са открити за първи път от съветски физиолози през 1929 г. Морфологичният субстрат на хистохематичната бариера е капилярната стена, която се състои от:
1) фибринов филм;
2) ендотел на базалната мембрана;
3) слой перицити;
4) адвентиция.
В организма те изпълняват две функции – защитна и регулаторна.
Защитна функциясвързани със защитата на тъканите от входящи вещества (чужди клетки, антитела, ендогенни вещества и др.).
Регулаторна функцияе да се осигури постоянен състав и свойства на вътрешната среда на тялото, провеждането и предаването на молекулите на хуморалната регулация, отстраняването на метаболитните продукти от клетките.
Хистохематичната бариера може да бъде между тъкан и кръв и между кръв и течност.
Основният фактор, влияещ върху пропускливостта на хистохематичната бариера, е пропускливостта. Пропускливост- способността на клетъчната мембрана на съдовата стена да преминава различни вещества. Зависи от:
1) морфофункционални характеристики;
2) активност на ензимните системи;
3) механизми на нервна и хуморална регулация.
В кръвната плазма има ензими, които могат да променят пропускливостта на съдовата стена. Обикновено тяхната активност е ниска, но при патология или под въздействието на фактори активността на ензимите се повишава, което води до повишаване на пропускливостта. Тези ензими са хиалуронидаза и плазмин. Нервната регулация се извършва съгласно несинаптичния принцип, тъй като медиаторът навлиза в капилярните стени с течен ток. Симпатиковият дял на автономната нервна система намалява пропускливостта, докато парасимпатиковият дял го увеличава.
Хуморалната регулация се осъществява от вещества, които се разделят на две групи - повишаващи пропускливостта и намаляващи пропускливостта.
Медиаторът ацетилхолин, кинините, простагландините, хистаминът, серотонинът и метаболитите, които изместват pH към кисела среда, имат нарастващ ефект.
Хепарин, норепинефрин, Ca йони могат да имат понижаващ ефект.
Хистохематичните бариери са в основата на механизмите на транскапилярния обмен.
По този начин структурата на съдовата стена на капилярите, както и физиологичните и физикохимичните фактори оказват значително влияние върху работата на хистохематичните бариери.
Анатомия и физиология на сърдечно-съдовата системаСърдечно-съдовата система включва сърцето като хемодинамичен апарат, артериите, по които кръвта се доставя до капилярите, които осигуряват обмена на вещества между кръвта и тъканите, и вените, които доставят кръвта обратно към сърцето. Благодарение на инервацията на вегетативните нервни влакна се осъществява връзка между кръвоносната система и централната нервна система (ЦНС).
Сърцето е четирикамерен орган, лявата му половина (артериална) се състои от ляво предсърдие и лява камера, които не комуникират с дясната му половина (венозна), състояща се от дясно предсърдие и дясна камера. Лявата половина задвижва кръвта от вените на белодробната циркулация към артерията на системното кръвообращение, а дясната половина задвижва кръвта от вените на системното кръвообращение към артерията на белодробната циркулация. При възрастен здрав човек сърцето е разположено асиметрично; около две трети са вляво от средната линия и са представени от лявата камера, по-голямата част от дясната камера и лявото предсърдие и лявото ухо (фиг. 54). Една трета е разположена вдясно и представлява дясното предсърдие, малка част от дясната камера и малка част от лявото предсърдие.
Сърцето лежи пред гръбначния стълб и се проектира на нивото на IV-VIII гръдни прешлени. Дясната половина на сърцето е обърната напред, а лявата назад. Предната повърхност на сърцето се образува от предната стена на дясната камера. Горе вдясно в образуването му участва дясното предсърдие със своето ухо, а вляво част от лявата камера и малка част от лявото ухо. Задната повърхност се формира от лявото предсърдие и малките части на лявата камера и дясното предсърдие.
Сърцето има стернокостална, диафрагмална, белодробна повърхност, основа, десен ръб и връх. Последният лежи свободно; големи кръвни стволове започват от основата. Четири белодробни вени се вливат в лявото предсърдие без клапи. И двете вени кава отзад навлизат в дясното предсърдие. Горната празна вена няма клапи. Долната празна вена има евстахиева клапа, която не отделя напълно лумена на вената от лумена на атриума. Кухината на лявата камера съдържа левия атриовентрикуларен отвор и отвора на аортата. По същия начин десният атриовентрикуларен отвор и отворът на белодробната артерия са разположени в дясната камера.
Всеки вентрикул се състои от два отдела - входящ тракт и изходящ тракт. Пътят на кръвния поток преминава от атриовентрикуларния отвор до върха на вентрикула (дясно или ляво); пътят на изтичане на кръв се простира от върха на вентрикула до отвора на аортата или белодробната артерия. Съотношението на дължината на входящия път към дължината на изходящия път е 2:3 (индекс на канала). Ако кухината на дясната камера може да получи голямо количество кръв и да се увеличи 2-3 пъти, тогава миокардът на лявата камера може рязко да повиши вътрекамерното налягане.
Кухините на сърцето се образуват от миокарда. Предсърдният миокард е по-тънък от вентрикуларния миокард и се състои от 2 слоя мускулни влакна. Вентрикуларният миокард е по-мощен и се състои от 3 слоя мускулни влакна. Всяка миокардна клетка (кардиомиоцит) е ограничена от двойна мембрана (сарколема) и съдържа всички елементи: ядро, миофимбрили и органели.
Вътрешната обвивка (ендокард) облицова кухината на сърцето отвътре и образува нейния клапен апарат. Външната обвивка (епикард) покрива външната страна на миокарда.
Благодарение на клапния апарат кръвта винаги тече в една посока по време на свиването на сърдечните мускули и в диастола не се връща от големите съдове в кухината на вентрикулите. Лявото предсърдие и лявата камера са разделени от бикуспидна (митрална) клапа, която има две платна: голяма дясна и по-малка лява. В десния атриовентрикуларен отвор има три куспиди.
Големите съдове, излизащи от кухината на вентрикулите, имат полулунни клапи, състоящи се от три клапи, които се отварят и затварят в зависимост от количеството кръвно налягане в кухините на вентрикула и съответния съд.
Нервната регулация на сърцето се осъществява с помощта на централни и локални механизми. Инервацията на блуждаещия и симпатиковия нерв принадлежи към централните. Функционално блуждаещият и симпатиковият нерв действат по точно обратния начин.
Вагусният ефект намалява тонуса на сърдечния мускул и автоматизма на синусовия възел, в по-малка степен на атриовентрикуларното съединение, в резултат на което сърдечните контракции се забавят. Забавя провеждането на възбуждане от предсърдията към вентрикулите.
Симпатиковото въздействие ускорява и усилва сърдечните контракции. Хуморалните механизми също влияят върху сърдечната дейност. Неврохормоните (адреналин, норепинефрин, ацетилхолин и др.) са продукти от дейността на вегетативната нервна система (невротрансмитери).
Проводната система на сърцето е нервно-мускулна организация, способна да провежда възбуждане (фиг. 55). Състои се от синусов възел или възел на Kiss-Fleck, разположен при сливането на горната празна вена под епикарда; атриовентрикуларен възел или възел на Ashof-Tavar, разположен в долната част на стената на дясното предсърдие, близо до основата на медиалния куспид на трикуспидалната клапа и отчасти в долната част на интератриалната и горната част на интервентрикуларната преграда. От него се спуска стволът на Хисовия сноп, разположен в горната част на междукамерната преграда. На нивото на мембранната си част тя е разделена на два клона: десен и ляв, като по-нататък се разпада на малки клонове - влакна на Пуркиние, които влизат в контакт с вентрикуларния мускул. Левият крак на неговия сноп е разделен на преден и заден. Предният клон прониква в предната част на интервентрикуларната преграда, предната и предно-страничната стена на лявата камера. Задният клон преминава в задната част на интервентрикуларната преграда, постеролатералната и задната стена на лявата камера.
Кръвоснабдяването на сърцето се осъществява от мрежа от коронарни съдове и в по-голямата си част попада в дела на лявата коронарна артерия, една четвърт - в дела на дясната, и двете се отклоняват от самото начало на аортата, разположена под епикарда.
Лявата коронарна артерия се разделя на два клона:
Предна низходяща артерия, която кръвоснабдява предната стена на лявата камера и две трети от междукамерната преграда;
Циркумфлексната артерия, която кръвоснабдява част от задната странична повърхност на сърцето.
Дясната коронарна артерия доставя кръв към дясната камера и задната повърхност на лявата камера.
Синоатриалният възел в 55% от случаите се кръвоснабдява през дясната коронарна артерия и в 45% - през циркумфлексната коронарна артерия. Миокардът се характеризира с автоматизъм, проводимост, възбудимост, контрактилитет. Тези свойства определят работата на сърцето като кръвоносен орган.
Автоматизмът е способността на самия сърдечен мускул да произвежда ритмични импулси, за да го съкращава. Обикновено импулсът на възбуждане възниква в синусовия възел. Възбудимост - способността на сърдечния мускул да реагира със съкращение на импулса, преминаващ през него. Той се заменя с периоди на невъзбудимост (рефрактерна фаза), което осигурява последователността на свиване на предсърдията и вентрикулите.
Проводимост - способността на сърдечния мускул да провежда импулс от синусовия възел (нормален) към работещите мускули на сърцето. Поради факта, че се получава забавено провеждане на импулса (в атриовентрикуларния възел), свиването на вентрикулите настъпва след края на свиването на предсърдията.
Свиването на сърдечния мускул се извършва последователно: първо се свиват предсърдията (предсърдна систола), след това вентрикулите (вентрикуларна систола), след свиване на всяка секция настъпва нейното отпускане (диастола).
Обемът на кръвта, който навлиза в аортата при всяко свиване на сърцето, се нарича систоличен или ударен. Минутен обем е произведението на ударния обем и броя на сърдечните удари в минута. При физиологични условия систоличният обем на дясната и лявата камера е еднакъв.
Кръвообращение - свиването на сърцето като хемодинамичен апарат преодолява съпротивлението в съдовата мрежа (особено в артериолите и капилярите), създава в аортата високо наляганекръвта, която се намалява в артериолите, става по-малко в капилярите и още по-малко във вените.
Основният фактор за движението на кръвта е разликата в кръвното налягане по пътя от аортата до празната вена; засмукващото действие на гръдния кош и свиването на скелетните мускули също допринасят за насърчаване на кръвта.
Схематично основните етапи на промотиране на кръвта са:
Предсърдно съкращение;
Свиване на вентрикулите;
Насърчаване на кръв през аортата до големи артерии (артерии от еластичен тип);
Насърчаване на кръвта през артериите (артерии от мускулен тип);
Насърчаване през капилярите;
Напредване през вените (които имат клапи, които предотвратяват ретроградно движениекръв);
Вливане в предсърдията.
Височина кръвно наляганесе определя от силата на свиване на сърцето и степента на тонично свиване на мускулите на малките артерии (артериоли).
Максималното или систоличното налягане се достига по време на камерна систола; минимум, или диастолно, - към края на диастолата. Разликата между систолното и диастолното налягане се нарича пулсово налягане.
Обикновено при възрастен човек височината на кръвното налягане, измерена на брахиалната артерия, е: систолно 120 mm Hg. Изкуство. (с колебания от 110 до 130 mm Hg), диастолно 70 mm (с колебания от 60 до 80 mm Hg), пулсово налягане около 50 mm Hg. Изкуство. Височината на капилярното налягане е 16-25 mm Hg. Изкуство. Височината на венозното налягане е от 4,5 до 9 mm Hg. Изкуство. (или 60 до 120 mm воден стълб).
Тази статия е по-добре да се чете за тези, които имат поне някаква представа за сърцето, тя е написана доста трудно. Не бих посъветвал учениците. И кръговете на кръвообращението не са описани подробно. Е, така че 4+ . ..
Статията ще обхване цялата тема за нормалната физиология на сърцето и кръвоносните съдове, а именно как работи сърцето, какво кара кръвта да се движи, както и да вземе предвид характеристиките на съдовата система. Нека разгледаме промените, които настъпват в системата с възрастта, с някои от най-често срещаните патологии сред населението, както и при малките представители - при децата.
Анатомията и физиологията на сърдечно-съдовата система са две неразривно свързани науки, между които има пряка връзка. Нарушаването на анатомичните параметри на сърдечно-съдовата система безусловно води до промени в нейната работа, от които в бъдеще се появяват характерни симптоми. Симптомите, свързани с един патофизиологичен механизъм, формират синдроми, а синдромите формират заболявания.
Познаването на нормалната физиология на сърцето е много важно за лекар от всякаква специалност. Не всеки трябва да се задълбочава в детайлите на работата на човешката помпа, но всеки има нужда от основни познания.
Запознаването на населението с характеристиките на сърдечно-съдовата система ще разшири знанията за сърцето и ще ви позволи да разберете някои от симптомите, които се появяват, когато сърдечният мускул е включен в патология, както и да се справите с превантивните мерки, които могат да укрепят и предотвратяване на появата на много патологии. Сърцето е като автомобилен двигател, трябва да се третира внимателно.
Анатомични особености
Една от статиите разглежда подробно. В този случай ще засегнем тази тема само накратко като напомняне за анатомията и общо въведение, необходимо преди да се докоснем до темата за нормалната физиология.
И така, сърцето е кух мускулен орган, образуван от четири камери - две предсърдия и две вентрикули. В допълнение към мускулната основа, той има фиброзна рамка, върху която е фиксиран клапният апарат, а именно платната на лявата и дясната атриовентрикуларна клапа (митрална и трикуспидна).
Този апарат включва също папиларни мускули и сухожилни акорди, простиращи се от папиларните мускули до свободните ръбове на клапните клапи.
Сърцето има три слоя.
- ендокард- вътрешният слой, облицоващ вътрешността както на камерата, така и покриващ самия клапен апарат (представен от ендотела);
- миокарда- действителната мускулна маса на сърцето (видът тъкан е специфичен само за сърцето и не се отнася нито за напречнонабраздената, нито за гладката мускулатура);
- епикард- външният слой, покриващ сърцето отвън и участващ в образуването на перикардната торбичка, в която е затворено сърцето.
Сърцето е не само неговите камери, но и неговите съдове, които се вливат в предсърдията и извън вентрикулите. Нека да разгледаме какви са те.
важно! Единствената важна инструкция, насочена към поддържане на здрав сърдечен мускул, е ежедневната физическа активност на човек и правилното хранене, покриващо всички нужди на организма от хранителни вещества и витамини.
- Аорта.Голям еластичен съд, излизащ от лявата камера. Разделен е на гръден и коремен отдел. В гръдната област са изолирани възходящата аорта и дъгата, която дава три основни клона, захранващи горната част на тялото - брахиоцефалния ствол, лявата обща каротидна и лявата субклавиална артерия.Коремната област, състояща се от низходящата аорта, дава голяма брой клонове, които захранват органите на коремната и тазовата кухини и долните крайници.
- Белодробен ствол.Основният съд на дясната камера, белодробната артерия, е началото на белодробното кръвообращение. Подразделен на дясна и лява белодробна артерия и още три десни и две леви артерии, отиващи към белите дробове, той играе основна роля в процеса на оксигенация на кръвта.
- Кухи вени.Горната и долната празна вена (английски, IVC и SVC), вливащи се в дясното предсърдие, по този начин прекратяват системното кръвообращение. Горната събира венозна кръв, богата на метаболитни продукти на тъканите и въглероден диоксид от главата на шията, горните крайници и горната част на тялото, а долната, съответно, от останалите части на тялото.
- Белодробни вени.Четири белодробни вени, които се вливат в лявото предсърдие и носят артериална кръв, са част от белодробното кръвообращение. Наситената с кислород кръв се разпространява до всички органи и тъкани на тялото, като ги подхранва с кислород и ги обогатява с хранителни вещества.
- коронарни артерии.Коронарните артерии от своя страна са собствените съдове на сърцето. Сърцето, като мускулна помпа, също се нуждае от храна, която идва от коронарните съдове, излизащи от аортата в непосредствена близост до полулунните аортни клапи.
важно! Анатомията и физиологията на сърцето и кръвоносните съдове са две взаимосвързани науки.
Вътрешни тайни на сърдечния мускул
Три основни слоя мускулна тъкан образуват сърцето - предсърдно и камерно (на английски, предсърдно и камерно) миокард и специализирани възбудни и проводящи мускулни влакна. Предсърдният и камерният миокард се свиват като скелетните мускули, с изключение на продължителността на контракциите.
Възбуждащите и проводящи влакна от своя страна се свиват слабо, дори безсилно поради факта, че имат в състава си само няколко контрактилни миофибрили.
Вместо обичайните контракции, последният тип миокард генерира електрически разряд със същия ритъм и автоматичност, провежда го през сърцето, осигурявайки възбудителна система, която контролира ритмичните контракции на миокарда.
Както в скелетните мускули, сърдечният мускул се образува от актинови и миозинови влакна, които се плъзгат едно срещу друго по време на контракциите. Какви са разликите?
- Инервация.Клоновете на соматичната нервна система се приближават до скелетните мускули, докато работата на миокарда е автоматизирана. Разбира се, нервните окончания, например клоните на блуждаещия нерв, се приближават до сърцето, но те не играят ключова роля в генерирането на потенциала за действие и последващите контракции на сърцето.
- Структура.Сърдечните мускули се състоят от много отделни клетки с едно или две ядра, свързани в успоредни нишки едно с друго. Миоцитите на скелетните мускули са многоядрени.
- Енергия.Митохондриите - така наречените "енергийни станции" на клетките се намират в по-голям брой в сърдечния мускул, отколкото в скелетния мускул. За по-илюстративен пример, 25% от общото клетъчно пространство на кардиомиоцитите е заето от митохондрии и, напротив, само 2% са в клетките на скелетната мускулна тъкан.
- Продължителността на контракциите.Потенциалът за действие на скелетните мускули се причинява до голяма степен от внезапното отваряне на голям брой бързи натриеви канали. Това води до нахлуване на огромно количество натриеви йони в миоцитите от извънклетъчното пространство. Този процес продължава само няколко хилядни от секундата, след което каналите внезапно се затварят и започва период на реполяризация.
В миокарда, от своя страна, потенциалът за действие се дължи на отварянето на два вида канали в клетките наведнъж - същите бързи натриеви и бавни калциеви канали. Особеността на последните е, че те не само се отварят по-бавно, но и остават отворени по-дълго.
През това време повече натриеви и калциеви йони навлизат в клетката, което води до по-дълъг период на деполяризация, последван от фаза на плато в потенциала на действие. Научете повече за разликите и приликите между миокарда и скелетния мускул във видеото в тази статия. Не пропускайте да прочетете тази статия до края, за да разберете как работи физиологията на сърдечно-съдовата система.
Основният генератор на импулси в сърцето
Синоатриалният възел, разположен в стената на дясното предсърдие близо до устието на горната празна вена, е в основата на работата на възбудителната и проводната система на сърцето. Това е група от клетки, способни спонтанно да генерират електрически импулс, който след това се предава през проводната система на сърцето, предизвиквайки миокардни контракции.
Синусовият възел е в състояние да произвежда ритмични импулси, като по този начин определя нормалната сърдечна честота - от 60 до 100 удара в минута при възрастни. Наричат го още естествен пейсмейкър.
След синоатриалния възел импулсът се разпространява по влакната от дясното предсърдие наляво, след което се предава на атриовентрикуларния възел, разположен в междупредсърдната преграда. Това е "преходният" етап от предсърдията към вентрикулите.
На левия и десния крак на His снопчетата електрическият импулс преминава към влакната на Purkinje, които завършват във вентрикулите на сърцето.
внимание! Цената на пълноценната работа на сърцето зависи до голяма степен от нормалната работа на неговата проводяща система.
Характеристики на провеждането на сърдечен импулс:
- значително забавяне на провеждането на импулс от предсърдията към вентрикулите позволява на първия да изпразни напълно и да напълни вентрикулите с кръв;
- координираните контракции на вентрикуларните кардиомиоцити предизвикват производството на максимално систолично налягане във вентрикулите, което прави възможно изтласкването на кръвта в съдовете на системното и белодробното кръвообращение;
- задължителен период на релаксация на сърдечния мускул.
Сърдечен цикъл
Всеки цикъл се инициира от потенциал за действие, генериран в синоатриалния възел. Състои се от период на релаксация - диастола, през който вентрикулите се изпълват с кръв, след което настъпва систола - период на свиване.
Общата продължителност на сърдечния цикъл, включително систола и диастола, е обратно пропорционална на сърдечната честота. Така че, когато сърдечната честота се ускори, времето както на релаксация, така и на свиване на вентрикулите значително се съкращава. Това води до непълно запълване и изпразване на камерите на сърцето преди следващото съкращение.
ЕКГ и сърдечен цикъл
P, Q, R, S, T вълните са електрокардиографски запис от повърхността на тялото на електрическото напрежение, генерирано от сърцето. P вълната представлява разпространението на процеса на деполяризация през предсърдията, последвано от тяхното свиване и изхвърляне на кръв във вентрикулите в диастолната фаза.
QRS комплексът е графично представяне на електрическа деполяризация, в резултат на което вентрикулите започват да се свиват, налягането вътре в кухината се увеличава, което допринася за изтласкването на кръвта от вентрикулите в съдовете на системното и белодробното кръвообращение. Т вълната от своя страна представлява етапа на камерна реполяризация, когато започва релаксацията на мускулните влакна.
Помпена функция на сърцето
Около 80% от кръвта, която тече от белодробните вени в лявото предсърдие и от празната вена в дясната, пасивно се влива в камерната кухина. Останалите 20% навлизат във вентрикулите през активната фаза на диастола - по време на предсърдно свиване.
По този начин основната помпена функция на предсърдията повишава изпомпваната ефективност на вентрикулите с около 20%. В покой изключването на тази функция на предсърдията не се отразява симптоматично на дейността на тялото, докато не настъпи физическа активност. В този случай липсата на 20% от ударния обем води до признаци на сърдечна недостатъчност, особено задух.
Например, по време на предсърдно мъждене няма пълноценни контракции, а само трептене на стените им. В резултат на активната фаза също не настъпва пълнене на вентрикулите. Патофизиологията на сърдечно-съдовата система в този случай е насочена към максимално компенсиране на липсата на тези 20% от работата на вентрикуларния апарат, но е опасно за развитието на редица усложнения.
Веднага след като започне свиването на вентрикулите, т.е. започва фазата на систола, налягането в тяхната кухина рязко се повишава и поради разликата в налягането в предсърдията и вентрикулите, митралната и трикуспидалната клапа се затварят, което от своя страна предотвратява кръвна регургитация в обратна посока.
Вентрикуларните мускулни влакна не се свиват едновременно - първо се увеличава напрежението им и едва след това - скъсяване на миофибрилите и всъщност свиване. Увеличаването на интракавитарното налягане в лявата камера над 80 mm Hg води до отваряне на аортните полулунни клапи.
Освобождаването на кръв в съдовете също се разделя на бърза фаза, когато се изхвърлят около 70% от общия ударен обем, както и бавна фаза с освобождаване на останалите 30%. Свързаните с възрастта анатомични и физиологични състояния са главно резултат от съпътстващи патологии, които засягат както работата на проводната система, така и нейната контрактилност.
Физиологичните показатели на сърдечно-съдовата система включват следните параметри:
- краен диастолен обем - обемът на кръвта, натрупан във вентрикула в края на диастола (приблизително 120 ml);
- ударен обем - обемът на кръвта, изхвърлена от вентрикула в една систола (около 70 ml);
- краен систолен обем - обемът на кръвта, оставаща във вентрикула в края на систолната фаза (около 40-50 ml);
- фракция на изтласкване - стойност, изчислена като съотношението на ударния обем към обема, оставащ във вентрикула в края на диастолата (нормално трябва да бъде над 55%).
важно! Анатомичните и физиологичните особености на сърдечно-съдовата система при деца обуславят други нормални показатели на горните параметри.
клапанен апарат
Атриовентрикуларните клапи (митрална и трикуспидна) предотвратяват обратния поток на кръвта в предсърдията по време на систола. Полулунните клапи на аортата и белодробната артерия имат същата задача, само че ограничават регургитацията обратно във вентрикулите. Това е един от най-ярките примери, когато физиологията и анатомията на сърдечно-съдовата система са тясно свързани.
Клапният апарат се състои от куспиди, анулус фиброзус, сухожилни хорди и папиларни мускули. Неизправността на един от тези компоненти е достатъчна, за да ограничи работата на цялото устройство.
Пример за това е инфаркт на миокарда с участие в процеса на папиларния мускул на лявата камера, от който хордата се простира до свободния ръб на митралната клапа. Некрозата му води до разкъсване на платното и развитие на остра левокамерна недостатъчност на фона на инфаркт.
Отварянето и затварянето на клапите зависи от градиента на налягането между предсърдията и вентрикулите, както и вентрикулите и аортата или белодробния ствол.
Клапите на аортата и белодробния ствол от своя страна са изградени по различен начин. Те имат полулунна форма и са в състояние да издържат на по-голямо увреждане от бикуспидалната и трикуспидалната клапа поради по-плътната фиброзна тъкан. Това се дължи на постоянно високата скорост на кръвния поток през лумена на аортата и белодробната артерия.
Анатомията, физиологията и хигиената на сърдечно-съдовата система са фундаментални науки, които се притежават не само от кардиолог, но и от лекари от други специалности, тъй като здравето на сърдечно-съдовата система влияе върху нормалното функциониране на всички органи и системи.
ФИЗИОЛОГИЯ НА СЪРДЕЧНО-СЪДОВАТА СИСТЕМА
ЧастI. ОБЩ ПЛАН НА СТРУКТУРАТА НА СЪРДЕЧНО-СЪДОВАТА СИСТЕМА. ФИЗИОЛОГИЯ НА СЪРЦЕТО
1. Общ план на сградата и функционална стойностсърдечносъдова система
Сърдечно-съдовата система, заедно с дихателната, е ключова система за поддържане на живота на тялотозащото осигурява непрекъсната циркулация на кръвта в затворено съдово легло. Кръвта, само в постоянно движение, е в състояние да изпълнява многобройните си функции, основната от които е транспортната, която предопределя редица други. Постоянната циркулация на кръвта през съдовото русло дава възможност за непрекъснат контакт с всички органи на тялото, което осигурява, от една страна, поддържане на постоянството на състава и физико-химичните свойства на междуклетъчната (тъканната) течност (всъщност вътрешната среда за тъканните клетки), а от друга страна, поддържане на хомеостазата на самата кръв.
В сърдечно-съдовата система от функционална гледна точка има:
Ø сърце -помпа на периодичен ритмичен тип действие
Ø съдове- пътища на кръвообращението.
Сърцето осигурява ритмично периодично изпомпване на порции кръв в съдовото легло, като им дава необходимата енергия за по-нататъшното движение на кръвта през съдовете. Ритмична работа на сърцетое залог непрекъсната циркулация на кръвта в съдовото легло. Освен това кръвта в съдовото легло се движи пасивно по градиента на налягането: от зоната, където е по-високо, към областта, където е по-ниско (от артерии към вени); минимумът е налягането във вените, които връщат кръв към сърцето. Кръвоносни съдовеприсъства в почти всички тъкани. Те липсват само в епитела, ноктите, хрущяла, зъбния емайл, в някои части на сърдечните клапи и в редица други области, които се хранят с дифузията на основни вещества от кръвта (например клетките на вътрешната стена на големите кръвоносни съдове).
При бозайниците и човека сърцето четирикамерна(състои се от две предсърдия и две вентрикули), сърдечно-съдовата система е затворена, има два независими кръга на кръвообращението - голям(система) и малък(белодробна). Кръгове на кръвообращениетоЗапочни от вентрикули с артериални съдове (аорта и белодробен ствол ) и завършват на предсърдни вени (горна и долна празна вена и белодробни вени ). артериите-съдове, които отвеждат кръвта от сърцето вени- връщане на кръвта към сърцето.
Голямо (системно) кръвообращениезапочва в лявата камера с аортата и завършва в дясното предсърдие с горната и долната празна вена. Кръвта от лявата камера към аортата е артериална. Придвижвайки се през съдовете на системното кръвообращение, той в крайна сметка достига микроциркулаторното легло на всички органи и структури на тялото (включително сърцето и белите дробове), на нивото на което обменя вещества и газове с тъканна течност. В резултат на транскапилярния обмен кръвта става венозна: тя се насища с въглероден диоксид, крайни и междинни продукти на метаболизма, може да получи някои хормони или други хуморални фактори, частично доставя кислород на тъканите, хранителни вещества(глюкоза, аминокиселини, мастна киселина), витамини и др. Венозна кръв, която тече от различни тъкани на тялото през венозната система, се връща към сърцето (а именно през горната и долната празна вена - към дясното предсърдие).
Малко (белодробно) кръвообращениезапочва в дясната камера с белодробния ствол, разклонявайки се на две белодробни артерии, които доставят венозна кръв към микроциркулаторното легло, оплитайки дихателната част на белите дробове (респираторни бронхиоли, алвеоларни канали и алвеоли). На нивото на това микроциркулаторно русло се осъществява транскапиларен обмен между венозната кръв, която тече към белите дробове, и алвеоларния въздух. В резултат на този обмен кръвта се насища с кислород, частично отделя въглероден диоксид и се превръща в артериална кръв. Чрез системата на белодробните вени (по две от всеки бял дроб) артериалната кръв, изтичаща от белите дробове, се връща към сърцето (към лявото предсърдие).
По този начин в лявата половина на сърцето кръвта е артериална, тя навлиза в съдовете на системното кръвообращение и се доставя до всички органи и тъкани на тялото, осигурявайки тяхното снабдяване.
Краен продукт" href="/text/category/konechnij_produkt/" rel="bookmark"> крайни продукти на метаболизма. В дясната половина на сърцето има венозна кръв, която се изхвърля в белодробното кръвообращение и на нивото на белите дробове се превръщат в артериална кръв.
2. Морфо-функционални характеристики на съдовото русло
Общата дължина на човешкото съдово русло е около 100 000 км. километри; обикновено повечето от тях са празни и интензивно се захранват само интензивно работещи и постоянно работещи органи (сърце, мозък, бъбреци, дихателни мускули и някои други). съдово леглозапочва големи артерии пренасяне на кръв от сърцето. Артериите се разклоняват по хода си, давайки началото на артерии с по-малък калибър (средни и малки артерии). Влизайки в кръвоснабдяващия орган, артериите се разклоняват многократно до артериола , които са най-малките съдове от артериален тип (диаметър - 15-70 микрона). От артериолите, на свой ред, метаартероидите (терминални артериоли) се отклоняват под прав ъгъл, от който произхождат истински капиляри , формиране нето. На местата, където капилярите се отделят от метартерол, има прекапилярни сфинктери, които контролират локалния обем на кръвта, преминаваща през истинските капиляри. капилярипредставлявам най-малките кръвоносни съдовев съдовото легло (d = 5-7 микрона, дължина - 0,5-1,1 mm), стената им не съдържа мускулна тъкан, но се образува само с един слой ендотелни клетки и заобикалящата ги базална мембрана. Човек има 100-160 милиарда. капиляри, общата им дължина е 60-80 хиляди. километра, а общата площ е 1500 m2. Кръвта от капилярите последователно навлиза в посткапилярни (диаметър до 30 μm), събирателни и мускулни (диаметър до 100 μm) венули и след това в малки вени. малки вени, обединявайки се помежду си, образуват средни и големи вени.
Артериоли, метартериоли, прекапилярни сфинктери, капиляри и венули представляват микроваскулатура, който е пътят на локалния кръвен поток на органа, на чието ниво се извършва обменът между кръвта и тъканната течност. Освен това такъв обмен се осъществява най-ефективно в капилярите. Венулите, като никой друг съд, имат пряка връзкана хода на възпалителните реакции в тъканите, тъй като през тяхната стена преминават маси от левкоцити и плазма по време на възпаление.
Koll" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">колатерални съдове на една артерия, свързващи се с клонове на други артерии, или интрасистемни артериални анастомози между различни клонове на една и съща артерия)
Ø венозен(свързващи съдове между различни вени или клонове на една и съща вена)
Ø артериовенозен(анастомози между малки артерии и вени, което позволява на кръвта да тече, заобикаляйки капилярното легло).
Функционалната цел на артериалните и венозните анастомози е да повишат надеждността на кръвоснабдяването на органа, докато артериовенозните да осигурят възможност за кръвен поток, заобикаляйки капилярното легло (те се намират в голям брой в кожата, движението на кръвта през което намалява загубата на топлина от повърхността на тялото).
Стенавсичко съдове, с изключение на капилярите , включва три черупки:
Ø вътрешна обвивкаобразувани ендотел, базална мембрана и субендотелен слой(слой от рехава фиброзна съединителна тъкан); тази черупка е отделена от средната черупка вътрешна еластична мембрана;
Ø средна черупка, което включва гладкомускулни клетки и плътна фиброзна съединителна тъкан, чието междуклетъчно вещество съдържа еластични и колагенови влакна; отделени от външната обвивка външна еластична мембрана;
Ø външна обвивка(адвентиция), образуван рехава фиброзна съединителна тъканзахранване на съдовата стена; по-специално малките съдове преминават през тази мембрана, осигурявайки хранене на клетките на самата съдова стена (така наречените съдови съдове).
в съдове различни видоведебелината и морфологията на тези черупки има свои собствени характеристики. Така стените на артериите са много по-дебели от тези на вените, като в най-голяма степен дебелината на артериите и вените се различава в средната им обвивка, поради което стените на артериите са по-еластични от тези на вени. В същото време външната обвивка на стената на вените е по-дебела от тази на артериите и те, като правило, имат по-голям диаметър в сравнение с артериите със същото име. Малки, средни и някои големи вени имат венозни клапи , които са полулунни гънки на вътрешната им обвивка и предотвратяват обратния поток на кръвта във вените. Най-големият бройвените на долните крайници имат клапи, докато двете вени кава, вените на главата и шията, бъбречните вени, порталните и белодробните вени нямат клапи. Стените на големите, средните и малките артерии, както и артериолите, се характеризират с някои структурни характеристики, свързани със средната им обвивка. По-специално, в стените на големи и някои средни артерии (съдове от еластичен тип) еластичните и колагенови влакна преобладават над гладкомускулните клетки, в резултат на което такива съдове са много еластични, което е необходимо за преобразуване на пулсираща кръв преливат в постоянен. Стените на малките артерии и артериоли, напротив, се характеризират с преобладаване на гладкомускулни влакна над съединителната тъкан, което им позволява да променят диаметъра на лумена си в доста широк диапазон и по този начин да регулират нивото на кръвоснабдяване на капилярите. Капилярите, които нямат средна и външна обвивка в стените си, не могат активно да променят своя лумен: той се променя пасивно в зависимост от степента на тяхното кръвоснабдяване, което зависи от размера на лумена на артериолите.
Фиг.4. Схема на структурата на стената на артерията и вената
Аорта" href="/text/category/aorta/" rel="bookmark">аорта, белодробни артерии, обща каротидна и илиачна артерия;
Ø съдове от резистивен тип (съпротивителни съдове)- предимно артериоли, най-малките съдове от артериален тип, в стената на които има голям брой гладкомускулни влакна, което позволява промяна на неговия лумен в широк диапазон; осигуряват създаването на максимално съпротивление на движението на кръвта и участват в преразпределението й между органи, работещи с различна интензивност
Ø съдове от обменен тип(предимно капиляри, отчасти артериоли и венули, на чието ниво се извършва транскапиларен обмен)
Ø капацитивен (отлагащ) тип съдове(вени), които поради малката дебелина на средната им обвивка се отличават с добро съответствие и могат да се разтягат доста силно без съпътстващо рязко увеличениеналягане в тях, поради което те често служат като кръвно депо (по правило около 70% от обема на циркулиращата кръв е във вените)
Ø съдове от анастомозиращ тип(или шунтиращи съдове: артреоартериални, веновенозни, артериовенозни).
3. Макро-микроскопска структура на сърцето и нейното функционално значение
сърце(cor) - кух мускулен орган, който изпомпва кръвта в артериите и я приема от вените. Намиращ се в гръдна кухина, като част от органите на средния медиастинум, интраперикардно (вътре в сърдечната торба - перикарда). То има конична форма; неговият надлъжна оснасочен косо - отдясно наляво, отгоре надолу и отзад напред, така че лежи две трети в лявата половина на гръдната кухина. Върхът на сърцето е обърнат надолу, наляво и напред, докато по-широката основа е обърната нагоре и назад. В сърцето има четири повърхности:
Ø предна (стернокостална), изпъкнала, обърната към задната повърхност на гръдната кост и ребрата;
Ø долна (диафрагмална или задна);
Ø странични или белодробни повърхности.
Средното тегло на сърцето при мъжете е 300 g, при жените - 250 g. Най-големият напречен размер на сърцето е 9-11 cm, предно-задният - 6-8 cm, дължината на сърцето - 10-15 cm.
Сърцето започва да се формира на 3-та седмица от вътрематочното развитие, разделянето му на дясно и лява половинанастъпва до 5-6-та седмица; и започва да работи малко след отметката си (на 18-20-ия ден), като прави една контракция всяка секунда.
Ориз. 7. Сърце (изглед отпред и отстрани)
Човешкото сърце се състои от 4 камери: две предсърдия и две вентрикули. Предсърдията вземат кръв от вените и я изтласкват във вентрикулите. Като цяло, техният помпен капацитет е много по-малък от този на вентрикулите (вентрикулите се пълнят главно с кръв по време на обща пауза на сърцето, докато предсърдното свиване допринася само за допълнително изпомпване на кръв), но основната роля предсърдное, че те са временни резервоари за кръв . Вентрикулиполучават кръв от предсърдията и изпомпва го в артериите (аорта и белодробен ствол). Стената на предсърдията (2-3 mm) е по-тънка от тази на вентрикулите (5-8 mm в дясната камера и 12-15 mm в лявата). На границата между предсърдията и вентрикулите (в атриовентрикуларната преграда) има атриовентрикуларни отвори, в областта на които се намират листови атриовентрикуларни клапи(бикуспидален или митрален в лявата половина на сърцето и трикуспидален в дясната), предотвратяване на обратния поток на кръвта от вентрикулите към предсърдията по време на камерна систола . На мястото на изхода на аортата и белодробния ствол от съответните вентрикули, полулунни клапи, предотвратяване на обратния поток на кръвта от съдовете във вентрикулите по време на камерна диастола . В дясната половина на сърцето кръвта е венозна, а в лявата – артериална.
Стена на сърцетовключва три слоя:
Ø ендокард– тънък вътрешна обвивка, очертава кухината на сърцето отвътре, повтаряйки техния сложен релеф; състои се главно от съединителна (рехава и плътна влакнеста) и гладка мускулна тъкан. Дубликатите на ендокарда образуват атриовентрикуларните и полулунните клапи, както и клапите на долната празна вена и коронарния синус
Ø миокарда- средният слой на стената на сърцето, най-дебелият, е сложна многотъканна обвивка, чийто основен компонент е сърдечната мускулна тъкан. Миокардът е най-дебел в лявата камера и най-тънък в предсърдията. предсърден миокардвключва два слоя: повърхностен (общза двете предсърдия, в които са разположени мускулните влакна напречно) И Дълбок (отделно за всяко от предсърдиятав който следват мускулните влакна надлъжнотук също се намират кръгови влакна, подобни на бримка под формата на сфинктери, покриващи устията на вените, които се вливат в предсърдията). Миокард на вентрикулите трислоен: външен (образувано наклонено ориентиранимускулни влакна) и интериор (образувано надлъжно ориентиранимускулни влакна) слоеве са общи за миокарда на двете вентрикули и са разположени между тях среден слой (образувано циркулярни влакна) - отделно за всяка от вентрикулите.
Ø епикард- външната обвивка на сърцето е висцерален лист от серозната мембрана на сърцето (перикард), изграден според вида на серозните мембрани и се състои от тънка пластина от съединителна тъкан, покрита с мезотелиум.
Миокард на сърцето, осигуряваща периодично ритмично свиване на нейните камери, се образува сърдечна мускулна тъкан (вид набраздена мускулна тъкан). Структурна и функционална единица на сърдечната мускулна тъкан е влакна на сърдечния мускул. то е набразден (изобразен е контрактилният апарат миофибрили , ориентиран успоредно на надлъжната си ос, заемайки периферна позиция във влакното, докато ядрата са разположени в централната част на влакното), се характеризира с наличието добре развит саркоплазмен ретикулум И Т-тубулни системи . Но той отличителна черта е фактът, че е така многоклетъчно образувание , което представлява съвкупност от последователно положени и свързани с помощта на интеркалирани дискове сърдечни мускулни клетки – кардиомиоцити. В областта на дисковете за вмъкване има голям брой празнини (нексуси), подредени според вида на електрическите синапси и осигуряващи възможност за директно провеждане на възбуждане от един кардиомиоцит към друг. Поради факта, че влакното на сърдечния мускул е многоклетъчно образувание, то се нарича функционално влакно.
https://pandia.ru/text/78/567/images/image009_18.jpg" width="319" height="422 src=">
Ориз. 9. Схема на структурата на празнина (нексус). Gap контакт осигурява йонниИ метаболитно конюгиране на клетките. Плазмените мембрани на кардиомиоцитите в областта на образуването на празнина се събират и разделят от тясна междуклетъчна междина с ширина 2-4 nm. Връзката между мембраните на съседни клетки се осигурява от трансмембранен протеин с цилиндрична конфигурация - коннексон. Молекулата на конексона се състои от 6 субединици на конексин, подредени радиално и ограничаващи кухина (канал на конексон, 1,5 nm в диаметър). Две коннексонови молекули на съседни клетки са свързани в междумембранното пространство помежду си, в резултат на което се образува единен нексусен канал, който може да пропуска йони и нискомолекулни вещества с Mr до 1,5 kD. Следователно нексусите позволяват преместването не само на неорганични йони от един кардиомиоцит в друг (което осигурява директно предаване на възбуждане), но и на органични вещества с ниско молекулно тегло (глюкоза, аминокиселини и др.)
Кръвоснабдяване на сърцетоизвършено коронарни артерии(вдясно и вляво), простиращи се от луковицата на аортата и съставляващи заедно с микроциркулаторното легло и коронарните вени (събиращи се в коронарния синус, който се влива в дясното предсърдие) коронарна (коронарна) циркулация, който е част от голям кръг.
сърцесе отнася до броя на органите, които работят постоянно през целия живот. За 100 години човешки живот сърцето прави около 5 милиарда съкращения. Освен това интензивността на сърцето зависи от нивото на метаболитните процеси в организма. Така че при възрастен нормалната сърдечна честота в покой е 60-80 удара / мин, докато при по-малки животни с по-голяма относителна телесна повърхност (площ на единица маса) и съответно по-високо ниво на метаболитни процеси, интензивността на сърдечната дейност е много по-висока. Така при котка (средно тегло 1,3 кг) сърдечната честота е 240 удара / мин, при куче - 80 удара / мин, при плъх (200-400 г) - 400-500 удара / мин, а при синигер на комар ( тегло около 8g) - 1200 удара / мин. Сърдечната честота при едри бозайници с относително ниско нивометаболитните процеси са много по-ниски от тези на човек. При кит (тегло 150 тона) сърцето прави 7 съкращения в минута, а при слон (3 тона) - 46 удара в минута.
Руският физиолог изчисли, че по време на човешкия живот сърцето извършва работа, равна на усилието, което би било достатъчно, за да вдигне влак до най-високият връхЕвропа - връх Монблан (височина 4810м). За един ден при човек, който е в относителна почивка, сърцето изпомпва 6-10 тона кръв, а през живота - 150-250 хиляди тона.
Движението на кръвта в сърцето, както и в съдовото легло, се извършва пасивно по градиента на налягането.Така нормалният сърдечен цикъл започва с предсърдна систола , в резултат на което налягането в предсърдията леко се повишава и порции кръв се изпомпват в отпуснатите вентрикули, налягането в които е близо до нула. В момента след предсърдната систола камерна систола налягането в тях се повишава и когато стане по-високо от това в проксималното съдово русло, кръвта се изхвърля от вентрикулите в съответните съдове. В момента обща пауза на сърцето има основно запълване на вентрикулите с кръв, пасивно връщане към сърцето през вените; свиването на предсърдията осигурява допълнително изпомпване на малко количество кръв във вентрикулите.
https://pandia.ru/text/78/567/images/image011_14.jpg" width="552" height="321 src="> Фиг. 10. Схема на сърцето
Ориз. 11. Диаграма, показваща посоката на кръвния поток в сърцето
4. Структурна организацияи функционалната роля на проводната система на сърцето
Проводната система на сърцето е представена от набор от проводящи кардиомиоцити, които образуват
Ø синоатриален възел(синоатриален възел, възел на Kate-Flak, положен в дясното предсърдие, при вливането на вена кава),
Ø атриовентрикуларен възел(атриовентрикуларен възел, възел на Ашоф-Тавар, е вграден в дебелината на долната част на междупредсърдната преграда, по-близо до дясната половина на сърцето),
Ø пакет Негов(атриовентрикуларен сноп, разположен в горната част на междукамерната преграда) и краката му(слизат от снопа His по вътрешните стени на дясната и лявата камера),
Ø мрежа от дифузно провеждащи кардиомиоцити, образувайки влакна Prukigne (преминават в дебелината на работния миокард на вентрикулите, като правило, в съседство с ендокарда).
Кардиомиоцити на проводната система на сърцетоса атипични миокардни клетки(съкратителният апарат и системата от Т-тубули са слабо развити в тях, те не играят съществена роля в развитието на напрежението в сърдечните кухини по време на тяхната систола), които имат способността самостоятелно да генерират нервни импулси с определена честота ( автоматизация).
Включване" href="/text/category/vovlechenie/" rel="bookmark"> с участието на миорадиоцитите на интервентрикуларната преграда и върха на сърцето във възбуждане и след това се връща към основата на вентрикулите по клоните на краката и Влакна на Purkinje , Поради това първо се свиват върховете на вентрикулите, а след това техните основи.
По този начин, осигурява проводната система на сърцето:
Ø периодично ритмично генериране на нервни импулси, иницииране на свиването на камерите на сърцето с определена честота;
Ø определена последователност в свиването на камерите на сърцето(първо предсърдията се възбуждат и свиват, изпомпвайки кръв във вентрикулите и едва след това вентрикулите, изпомпвайки кръв в съдовото легло)
Ø почти синхронно покритие на възбуждане на работния миокард на вентрикулите, което означава, че висока ефективноствентрикуларна систола, която е необходима за създаване на определено налягане в техните кухини, малко по-високо от това в аортата и белодробния ствол, и следователно за осигуряване на определено систолно изхвърляне на кръв.
5. Електрофизиологични характеристики на миокардните клетки
Провеждащи и работещи кардиомиоцити са възбудими структури, т.е. те имат способността да генерират и провеждат потенциали за действие (нервни импулси). И за проводящи кардиомиоцити Характеристика автоматизация (способност за независимо периодично ритмично генериране на нервни импулси), докато работещите кардиомиоцити се възбуждат в отговор на възбуждане, идващо към тях от проводими или други вече възбудени работещи миокардни клетки.
https://pandia.ru/text/78/567/images/image013_12.jpg" width="505" height="254 src=">
Ориз. 13. Схема на потенциала на действие на работещ кардиомиоцит
IN акционен потенциал на работещи кардиомиоцитиразграничават следните фази:
Ø бърза начална фаза на деполяризация, поради бърз входящ зависим от потенциала натриев ток , възниква в резултат на активиране (отваряне на врати за бързо активиране) на бързи волтаж-зависими натриеви канали; характеризиращ се с голяма стръмност на покачване, тъй като токът, който го причинява, има способността да се самоактуализира.
Ø PD плато фаза, поради потенциално зависим бавен входящ калциев ток . Първоначалната деполяризация на мембраната, причинена от входящия натриев ток, води до отваряне бавни калциеви канали, през които калциевите йони навлизат във вътрешността на кардиомиоцита по концентрационния градиент; тези канали са в много по-малка степен, но все пак пропускливи за натриеви йони. Навлизането на калций и частично натрий в кардиомиоцита става бавно калциеви каналидо известна степен деполяризира нейната мембрана (но много по-слабо от бързия входящ натриев ток, предхождащ тази фаза). По време на тази фаза бързо натриеви канали, осигуряващи фаза на бърза първоначална деполяризация на мембраната, се инактивират и клетката преминава в състояние абсолютна рефрактерност. През този период също има постепенно активиране на волтаж-зависимите калиеви канали. Тази фаза е най-дългата фаза на АП (тя е 0,27 s с обща продължителност на АП 0,3 s), в резултат на което кардиомиоцитът е в състояние на абсолютна рефрактерност през по-голямата част от времето през периода на генериране на АП. Освен това продължителността на единично свиване на миокардната клетка (около 0,3 s) е приблизително равна на тази на AP, което заедно с дълъг период на абсолютна рефрактерност прави невъзможно развитието на тетанична контракция на сърдечния мускул, което би било равносилно на сърдечен арест. Следователно сърдечният мускул е способен да се развива само единични контракции.