Система кровообращения Система кровообращения вместе с нервной системой объединяет все органы в единый организм

Основные функции Основные ее функции заключаются в: 1) транспорте питательных веществ к месту их усвоения, 2) транспорте продуктов обмена от места образования к органам выделения, 3) транспорте газов, 4) транспорте гормонов и других биологически активных соединений, 5) транспорте тепла. Кроме того, специфическая функция многих органов напрямую связана с циркуляцией крови по ним.

Для непрерывности кровотока необходимо несколько обязательных условий Первое из них заключается в соответствии емкости полостей сердца и сосудов объему крови, находящейся в них. Другим условием является то, что правый и левый отделы сердца должны работать сопряженно: оба желудочка при каждой систоле должны выбрасывать в соответствующие сосуды одинаковое количество крови. Удобным показателем оценки функции желудочков является минутный объем выбрасываемой крови (МОК). МОК как в малом, так и большом кругах кровообращения должен быть одинаковым.

1. Сердце 1. Сердце 1. Кардиомиоциты. 2. Физиологические свойства миокарда. 3. Сердечный цикл.

Анатомия сердца Основные отделы – желудочки. Предсердия играют вспомогательную функцию: в них поступает кровь в то время, когда происходит систола желудочков.

Направление волокон кардиомиоцитов Стенка левого желудочка взрослого человека значительно толще, чем правого, так как он обеспечивает циркуляцию крови по большому кругу кровообращения.

Схема направления мышечных волокон в отделах сердца: 1 – предсердия (два слоя), 2- внутренний и поверхностный слои желудочков, 3 - средний слой желудочков, 4 - предсердно- желудочковый клапан

Кардиомиоциты Прямоугольной формы кардиомиоциты имеют длину около 120 мкм и толщину мкм. В них имеются все структуры, характерные для волокон поперечнополосатой скелетной мышцы: ядра, миофибриллы, митохондрии, саркоплазматический ретикулум (СПР). Но емкость СПР, а это депо Са 2+, меньше, чем в скелетных мышцах.

Нексусы Сближение соседних волокон и белков- каналов обеспечивает передачу ПД с одного волокна на другое. Тем самым образуется функциональный синцитий: все кардиомиоциты возбуждаются и сокращаются одновременно.

Физиологические свойства сердца По своим функциональным характеристикам миокард находится между поперечно-полосатыми и гладкими мышцами. Его свойства: Возбудимость Рефрактерность Автоматизм Проводимость Сократимость

Ионные каналы Cократимый миокард: быстрые натриевые, медленные (Са, Na), калиевые: (потенциал зависимый – при -45 мВ, и кальцийзависимый ). Мембрана кардиомиоцитов содержит много белков, выполняющих функции ионных насосов. Так, например, плотность Nа,К-насосов более чем в 100 раз превышает плотность каналов для этих ионов. Здесь имеется большое количество и Са-насосов. Клетки узлов проводящей системы: не имеют быстрых натриевых каналов.

Фазы развития ПД в сократимых кардиомиоцитах 0 – фаза деполяризации, 1 – фаза быстрой реполяризации, 2 – плато, 3 – фаза медленной реполяризации, 4 – фаза покоя. ПП равен 90 мВ. Критический уровень деполяризации равен мВ

Натрий-кальциевое сопряжение 1-2 – транспорт кальция внутрь, а наружу – натрия; По концентрационному градиенту кальция. 3-4 – транспорт натрия внутрь, а наружу – кальция. По концентрационному градиенту натрия.

Подключение Nа-Са-сопряжения (без затраты энергии) к ионной проницаемости при развитии ПД В начале развития ПД сопряжение: а) устраняет из цитоплазмы Nа (что бы не включался Nа- К- насос), б) внутрь отправляет Са (плато). В конце развития ПД: а) в цитоплазму Nа (что бы включался Nа-К- насос), б) откачивает Са без насоса!

Автоматизм. Проводящая система сердца. Элементы проводящей системы сердца 2 - синусно-предсердный узел, 3 - тракт Бахмана, 4 - тракт Венкенбаха, 5 - тракт Торела, 6 - предсердно- желудочковый узел, 7 - предсердно- желудочковый пучок, 8, 9, 16 - ножки пучка Гиса, 10 - волокна Пуркинье,

Узлы проводящей системы Синоатриальный узел располагается в правом предсердии у места впадения верхней полой вены. Узел эллипсовидной формы, длинной мм, шириной 4-5 мм, толщиной 1,5 мм. Он состоит из двух типов клеток: Р-клетки генерируют электрические импульсы, Т-клетки проводят эти импульсы к миокарду предсердий и атриовентрикулярному узлу. Атриовентрикулярный узел расположен в толще межжелудочковой перегородки на границе предсердий и желудочков. Размер узла: 7,5 3,5 1 мм. Он так же состоит из двух типов клеток - Р и Т.

Автоматизм (градиент автоматии) Отдельные структуры проводящей системы сердца обладают разным уровнем пейсмекерной активности. Спонтанная проницаемость мембран к ионам Ca 2+ (Nа + ) у клеток синусного узла, наиболее высокая. В клетках атриовентрикулярного узла она в 1,5-2 раза ниже, еще ниже в волокнах пучка Гиса. Синусный узел - водитель ритма первого порядка (70-80 в мин). Атриовентрикулярный узел - водитель ритма второго порядка. Здесь возбуждение возникает с частотой в 1,5-2 раза реже, чем в синусном узле.

Автоматизм Наиболее характерным отличием клеток проводящей системы является фактическое отсутствие у них истинного потенциала покоя. Когда реполяризация мембраны заканчивается (при уровне МП около -60 мВ) и закрываются калиевые каналы, в клетках сразу начинается новая волна деполяризации мембраны. Развивается она спонтанно в отсутствии действия внешнего раздражителя, что обусловлено характером соотношения ионных токов. Мембрана кардиомиоцитов узловых клеток проводящей системы и без поступления раздражающего сигнала достаточно активно пропускает внутрь ионы Ca 2+ (и Nа + ) через медленные кальциевые каналы, которые постепенно и деполяризуют ее. При достижении уровня критического потенциала (около -40 мВ), открываются электро возбудимые Са-каналы и теперь эти ионы более активно поступают внутрь, что приводит к возникновению ПД. Данное свойство именуется пейсмекерной активностью.

ПД в структурах миокарда

Особенности развития ПД в различных структурах сердца В клетках миокарда предсердий и желудочков, а так же пучка Гиса, волокон Пуркинье имеются быстрые натриевые каналы. Поэтому возбуждение в них возникает с типичным пиком действия. У кардиомиоцитов предсердий ПД менее длительный, чем желудочков.

Особенности ПД (в левом желудочке 250 мс) Продолжительность ПД кардиомиоцитов обусловлена тем, что одновременно с быстрыми Nа-каналами открываются электро возбудимые медленные Са- каналы и натрий-кальциевое сопряжение. Постепенно возрастающий входящий Са 2+ -ток поддерживает длительную деполяризацию (плато). Продолжительность плато в кардиомиоцитах предсердий и желудочков отличается, что определяется началом инактивации кальциевых каналов: в кардиомиоцитах предсердий они инактивируются раньше, поэтому плато менее продолжительно.

Проводимость Распространение ПД по предсердиям происходит со скоростью 0,8-1,0 м/с, в верней части атриовентрикулярного узла очень медленно (около 0,02 м/с) - атриовентрикулярная задержка, в волокнах Пуркинье м/с, в сократимых кардиомиоцитах желудочков - 0,3-1,0 м/с.

Организация атриовентрикулярного узла (цифрами показано время возникновения ПД по отношению к синусному узлу) Передача возбуждения с предсердий на желудочки по волокнам трактов Венкенбаха, Торела и частично Бахмана к атриовентрикулярному узлу в его верней части происходит очень медленно (около 0,02 м/с) - атриовентрикулярная задержка. Она обусловлена рядом особенностей этой части проводящей системы, связанной с: а) геометрическим расположением волокон, б) меньшим количеством вставочных дисков между отдельными клетками.

Сократимость Инициатором мышечного сокращения является кальций (увеличение его концентрации в саркоплазме в 100 раз), поступающий из саркоплазматического ретикулума и поступивший через сарколемму, достаточный для начала мышечного сокращения уровень кальция достигается через мс после прихода нервного импульса. Это скрытое, латентное время мышечного сокращения

Время возникновения ПД в различных структурах миокарда после его появления в синусном узле

Рефрактерность ОБУСЛОВЛЕНА ЗАКРЫТЫМ СОСТОЯНИЕМ БЫСТРЫХ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ Соотношение развития ПД, сокращения и кривая изменения возбудимости (внизу): 5 - стадия абсолютной рефрактерности, 6 - относительной рефрактерности, 7 - экзальтации.

Направление тока крови в сердце

Механизмы закрытия и открытия клапанов Клапаны открываются и закрываются пассивно током крови, когда возникает разность давлений.

Сердечный цикл Циклически повторяемая смена состояний сокращения (систолы) и расслабления (диастолы) сердца именуется сердечным циклом. При частоте сокращений сердца (ЧСС) 75 в мин, продолжительность всего цикла около 0,8 с. ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ Общая диастола предсердий и желудочков: все полости сердца заполнены кровью, давление крови в них около 0 мм рт. ст., двух- и трехстворчатые клапаны открыты, клапаны выхода из желудочков закрыты, давление крови: в аорте – 80 мм рт. ст., легочной артерии – 12 мм рт. ст.

Систола предсердий Возбуждение, зародившееся в синусном узле, в первую очередь поступает к миокарду предсердий, так как передача его желудочкам в верхней части атриовентрикулярного узла задерживается. Поэтому вначале происходит систола предсердий (0,1 с). При этом сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг устьев вен, перекрывает их. Образуется замкнутая атриовентрикулярная полость. При сокращении миокарда предсердий давление в них повышается до 3-8 мм рт.ст. В результате часть крови из предсердий через открытые атриовентрикулярные отверстия переходит в желудочки, доводя объем крови в них до мл (конечно-диастолический объём желудочков, КДО). После этого начинается систола желудочков, а у предсердий - диастола.

Систола левого желудочка – продолжается около 0,33 с Первый период напряжения - продолжается до тех пор, пока не откроются полулунные клапаны. Период изгнания Фазы асинхронного и изометрического сокращения - током крови захлопываются атриовентрикулярные клапаны фазы быстрого (0,12 с) и медленного (0,13 с) изгнания крови

Сердечный цикл желудочка (кривая соотношения объема и давления в левом желудочке) А – конец систолы, А-Б – диастола желудочка, Б – начало систолы ж., Б-В – фаза напряжения, В – открытие аорт. клапанов, В-Г – быстрое изгнание, Г-Д – медленное изгнание, Д – закрытие аорт. клапанов.

Общая диастола После закрытия аортального и легочного клапанов начинается общая диастола. К этому времени предсердия переполнены кровью (см. следующий рисунок - а). Вначале желудочки заполняются быстро (поступает кровь из заполненных предсердий), а затем медленно (поступает кровь из вен – на рис. б).

Сердечный цикл и механизм присасывающего действия при смещении атриовентрикулярной перегородки в период систолы желудочков (а - диастола предсердий)

Показатели работы сердца УО – ударный объем, ДРО – диастолический резервный объем СРО – систолический резервный объем ОО – остаточный объем МОК – минутный объем, МОК = УО х ЧСС ЧСС – «пульс».