Б. 9(2) Сердечный цикл и его фазы. Роль клапанного аппарата в работе сердца.

Сердечный цикл – время, которое тратится на одно сокращение и одно расслабление.

Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы. Систола – сокращение, которое длится 0,1с–в предсердии и 0,3–с в желудочке. Систола предсердий слабее, чем систола желудочков. Диастола – расслабление, у предсердий занимает 0,7с, у желудочков –0,5с. Продолжительность сердечного цикла составляет 0,8–0,86 с и зависит от частоты сокращений. Время, в течение которого предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя, называется общей паузой в деятельности сердца. Она длится примерно 0,4 с. В течение этого времени сердце отдыхает, а его камеры частично наполняются кровью. Систола и диастола – сложные фазы и состоят из нескольких периодов.

Сердечный цикл включает:

1 – систола предсердий (0,15с)

2 – систола желудочков (0,3с)

А) фаза напряжения (0,08с)

-асинхронное сокращение

-изометрическое сокращение

Б) фаза изгнания (0,25с)

-фаза быстрого изгнания

- фаза медленного изгнания

В) фаза протодиастолического расслабления (0,04с).

3 – диастола желудочков (0,5с).

А) фаза расслабления (0,08с)

Б) фаза наполнения (0,33с)

- фаза быстрого наполнения

- фаза медленного наполнения

В) фаза пресистолическая (0,1с)

Давление в полостях сердца в разные фазы сердечного цикла.

1.В систолу предсердия происходит сокращение миокарда – уменьшается полость предсердия и увеличивается давление. Кровь открывает дух- и трехстворчатые клапаны и переходит в желудочки. Кровь, попав в желудочки, закрывает створчатые клапаны.

2. Начинается систола желудочков. Сокращение желудочков - приводит к уменьшению полости и возрастанию давления. Кровь открывает полулунные клапаны, она устремляется в аорту и легочную артерию. По законам физики кровь возвращается из сосудов в желудочки, т.к. давление в них низкое и закрывает полулунные клапаны, поэтому кровь не может возвращаться в сердце. Створчатые клапаны открываются.

3) В диастолу полулунные клапаны закрыты и кровь из венозного русла устремляется в сердце сначала быстро, а потом медленно. Во время диастолы в желудочки притекает 70% крови, а при систоле предсердий в желудочки подкачивается ещё 30% крови. К началу систолы предсердий створчатые клапаны закрываются.

Диастола – активный физиологический период, связанный с восстановлением работоспособности миокарда, накоплении в нем питательных в-в и восстановлением энергетического баланса.

Функции клапанов: обеспечение движения крови в одном направлении.

Тахикардия – увеличение ЧСС, уменьшение времени сердечного цикла.

Брадикардия – уменьшение ЧСС, увеличение времени сердечного цикла.

При ЧСС 200ударов в минуту – нет диастолы, это приводит к износу сердца и летальному исходу.

Б. 10 Мозжечок

Мозжечок расположен над мостом и продолговатым мозгом. Он состоит из двух частей: более древнее образование - червь и более молодое – полушария. Поверхность полушарий мозжечка покрыта серым веществом, образующим кору, которая благодаря складчатости, обладает большой поверхностью. Если кору мозжечка расправить, то площадь составит 340 см². Кора мозжечка построена из трех слоев, которые содержат различные виды клеток: звездчатые, корзинчатые и зернистые.

Под корой мозжечка находится белое вещество, в котором располагаются четыре пары ядер. Самое крупное ядро - зубчатое.

Между клетками всех слоев имеются многочисленные связи. Они взаимодействуют между собой, возбуждаясь или тормозясь. Мозжечок имеет сложное строение, многочисленные связи почти со всеми отделами ЦНС. Все это дает возможность предполагать, что он выполняет разнообразные функции.

Основной нейронный элемент коры мозжечка - клетки Пуркинье - наиболее сложно устроенные нейроны головного мозга. Клетки Пуркинье имеют самую мощную в ЦНС дендритную систему. На дендритном поле одного нейрона может быть до 60000 синапсов. Следовательно, эти клетки выполняют задачу сбора обработки и передачи информации.

На клетках Пуркинье проецируются практически все виды сенсорных раздражений: проприоцептивные, кожные, зрительные, слуховые, вестибулярные.

Из мозжечка информация уходит через верхние и нижние ножки. Через верхние ножки сигналы идут в таламус, в мост, красное ядро, ядра ствола мозга, ретикулярную формацию среднего мозга. Через нижние ножки мозжечка сигналы идут в продолго­ватый мозг к его вестибулярным ядрам, оливам, ретикулярной формации. Средние ножки мозжечка связывают кору мозжечка с лобной долей коры больших полушарий.

Нервные импульсы из мозжечка идут к спинному мозгу и регулируют силу мышечных сокращений, обеспечивают способность к длительному тоническому сокращению мышц, способность сохранять оптимальный тонус мышц в покое или при движениях, быстро переходить от сгибания к разгибанию и наоборот.

Мозжечок обеспечивает синергичность сокращения различных мышц при сложных движениях. Например, делая шаг при ходьбе, человек заносит вперед ногу, одновременно центр тяжести туловища переносится вперед при участии мышц спины. Мозжечок вносит в каждый момент двигательного акта необходимые поправки обеспечивая точность, ловкость и координацию движений.

Роль мозжечка важна при осуществлении произвольных движений, и его функция состоит в согласовании быстрых и медленных компонентов двигательного акта. Это осуществляется путем взаимодействия мозжечка со стволовыми структурами мозга, ретикулярной формацией и двусторонними связями с корой больших полушарий.

При повреждении мозжечка наблюдается повышение тонуса мышц-разгибателей, так как вестибулярные ядра бесконтрольно активируют мотонейроны передних рогов спинного мозга.

После удаления мозжечка наступают глубокие расстройства двигательных актов: нарушаются рефлексы положения тела, статические рефлексы и произвольные движения. В первые дни после операции животное не способно встать, так как наблю­дается резкое падение тонуса. Постепенно повышается тонус, восстанавливается способность вставать, но движения безмозжечкового животного остаются некоорди­нированными.

При одностороннем удалении мозжечка возникает нарушение движений на стороне операции: тонус мышц повышается, голова и туловище поворачиваются в эту же сторону, и поэтому животное совершает движения по кругу (манежные).

У человека при нарушениях функций мозжечка также наступает расстройство двигательных актов. К ним относятся:

-астазия - утрата способности мышц к длительному тетаническому сокра­щению, что затрудняет стояние и сидение;

-астения - снижение силы мышечного сокращения, быстрая утомляемость мышц;

-атаксия - нарушение координации движения. Человек не может взять карандаш со стола, его рука падает на стол рядом с карандашом. Человек не может пальцем достать кончик носа. Походка больного напоминает походку пьяного человека;

-атония - ослабление мышечного тонуса, неспособность поддерживать позу. При коленном рефлексе - нога болтается как маятник, не возвращается в исходное положение;

-дизартрия - расстройство организации речевой моторики. Речь больного становится растянутой, слова иногда произносятся толчками (скандиро­ванная речь);

-дистетрия - расстройство равномерности движения. Человек, идущий по лестнице, поднимает ногу выше, чем нужно, для того чтобы переступить на другую ступеньку, или поднимает ее недостаточно высоко и спотыкается;

-дистония - непроизвольное повышение или понижение мышечного тонуса;

-тремор - дрожание пальцев рук, кистей, головы в покое, этот тремор уси­ливается при движении.

Л.А. Орбели показал, что мозжечок участвует в регуляции вегетативных функций. Мозжечок оказывает угнетающее и стимулирующее влияние на работу сердечно­сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем организма. При повреж­дении или удалении мозжечка наблюдается уменьшение тонуса мышц кишечника, нарушается всасывание и эвакуация пищи из желудка и кишечника, увеличивается содержание сахара в крови, ухудшается аппетит, замедляется заживление ран, волокна скелетных мышц подвергаются жировому перерождению.

Б.10(2) Автоматия сердца

Автоматия – это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Обнаружено, что в клетках атипического миокарда могут генерироваться нервные импульсы. У здорового человека это происходит в области синоатриального узла, так как эти клетки отличаются от других структур по строению и свойствам. Они имеют веретеновидную форму, расположены группами и окружены общей базальной мембраной. Эти клетки называются водителями ритма первого порядка, или пейсмекерами. В них с высокой скоростью идут обменные процессы, поэтому метаболиты не успевают выноситься и накапливаются в межклеточной жидкости. Также характерными свойствами являются низкая величина мембранного потенциала и высокая проницаемость для ионов Na и Ca. Отмечена довольно низкая активность работы натрий-калиевого насоса, что обусловлено разностью концентрации Na и K. (Автоматия сердца - это периодическое возникновение возбуждения в самой сердечной мышце, вызывающее ее ритмическое сокращение. Импульсы возникают в определенном участке миокарда предсердий (синусно-предсердном узле), а затем распространяются по сердечной мышце. Сердечные сокращения являются непроизвольными - человек не может их усиливать, ослаблять или изменять частоту.)

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

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

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

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

Закон градиента автоматии В. Гаскелла.

Степень автоматии – тем выше, чем ближе расположен участок проводящей системы к синоатриальному узлу.

Автоматизм и разная активность водителей ритма доказана экспериментальным путем. Опыты лигатуры Станиуса, с положением лигатуры (перевязок).

Доказательством разной активности водителей ритма является опыт Станниуса с наложением лигатур - перевязок. В опыте на лягушке с помощью лигатуры отделяется часть предсердия вместе с синоатриальным узлом от остальной части сердца. После этого всё сердце перестаёт сокращаться, а отделённый участок предсердия продолжает сокращаться в том же ритме, что и до наложения лигатуры. Это говорит о том, что синоатриальный узел является ведущим, от него зависит частота сердечных сокращений. Станиус назвал этот узел водителем ритма 1-го порядка.

Через некоторое время (20-30 мин) после наложения лигатуры на сердце лягушки проявляется автоматия атриовентрикулярного узла: сердце начинает сокращаться, но в более редком ритме, чем до наложения лигатуры, причём предсердия и желудочки сокращаются одновременно. Атриовентрикулярный узел был назван водителем ритма 2-го порядка. Иногда для включения атриовентрикулярного узла требуется наложить вторую лигатуру, вызвав таким образом механическое раздра­жение водителя ритма 2-го порядка.

Если на сердце теплокровного животного создать блок между атриовентрикулярным узлов и пучком Гиса, то верхушка сердца будет сокращаться в ещё более редком ритме, который зависит от автоматии пучка Гиса или волокон Пуркинье. Наложение третьей лигатуры на верхушку сердца показывает, что в ней отсутствует атипическая ткань, следовательно, она не сокращается, не обладает автоматией.

Факторы ведущие к саморегуляции сердца.

-приток венозной крови.; -давление крови на выходе.

Внутрисердечные рефлексы (Косицкого).

1) При низком давлении крови – повышается растяжение правого предсердия, усиливается сокращение левого желудочка, чтобы освободить место для притекающей крови и разгрузить систолу.

2) При высоком давлении крови – в устье аорты происходит переполнение камер сердца кровью, снижается сила сокращений, крови выбрасывается меньше и она депонируется в венозную систему.

Саморегуляция бывает: -гетерометрическая – сила сокращения повышается в ответ на увеличение исходной длины мышечного волокна. Закон Франка – Старлинга: чем больше растяжение миокарда в диастолу, тем сильнее его сокращение в систолу. - гомеометрическая – сила сокращения может увеличиваться и при исходной длины мышечного волокна. «Лестница» Боудига – эксперимент на сердечной мышце, чем больше ЧСС, тем больше их сила.

Феномен Анрепа – сила сокращения сердца возрастает пропорционально повышению давления крови.