2. Физиологические свойства сердца и их отличия от скелетной мускулатуры, специфика сердечного сокращения.

Сердце представляет собой полый мы­шечный орган, разделенный продольной перегородкой на изолиро­ванные друг от друга правую и левую половины. Каждая из них состоит из предсердия и желудочка, разделенных фиброзными перегородками. Односторонний ток крови из предсердий в желудочки и оттуда в аорту и легочную артерию обеспечивается клапанами, находящимися у входного и выходного отверстий желудочков. Откры­тие и закрытие клапанов зависят от величины давлений по обе их стороны. (Кино-клапаны).

Толщина стенок разных отделов сердца неодинакова. Это обу­словлено различиями в мощности производимой работы. Наибольшая работа выполняется мышцами левого желудочка, толщина стен­ки которого достигает 10—15 мм. Стенки правого желудочка не­сколько тоньше (5—8 мм), еще тоньше стенки предсердий (2—З мм)

Размеры сердца обусловлены объемом его полостей и толщиной стенок. Эти величины зависят от размеров тела, возраста, пола и двигательной активности человека.

Сердечная мышца, как и скелетная, обладает:

• возбудимостью,

• проводимо­стью,

• сократимостью.

Физиологическими особенностями сердечной мышцы является удлиненный рефрактерный период и автоматия.

Автоматия сердца. Способность сердца ритмически сок­ращаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов, воз­никающих в нем самом, называется автоматией сердца.

В сердце различают рабочую мускулатуру, представ­ленную поперечнополосатой мышцей, в которой клетки кардиомиоциты образуют функциональный синцитий, а также атипические мышечные клетки (пейсмекеры), в которых возникает и проводится возбуждение. Клетки этой ткани богаты протоплаз­мой, поперечная же исчерченность в них выражена менее четко. К узлам атипической ткани подходят нервные волокна от блуждающих и симпатических нервов.

Скопление атипиче­ских клеток образуют проводящую систему сердца, в которую входят:

синоатриальный узел – синусовый или предсердно-синусный, или узел Кисс-Фляка (водитель ритма первого порядка), располагающегося на задней стенке правого предсердия у места впа­дения полых вен;

атриовентрикулярный узел – предсердно-желудочковый или узел Ашоф-Тавара, (водитель ритма второго порядка), находящийся в правом предсердии вблизи пере­городки между предсер­диями и желудочками;

пучок Гиса, (водитель ритма третьего порядка), отходит от атриовентрикулярного узла одним стволом, а затем делится на две ножки (ножки пучка Гиса), идущие к правому и левому желу­дочкам по межжелудочковой перегородке. Заканчивается пучок Гиса в толще мышц волокнами яна Пуркинье, проводящими возбуждение к мускулатуре желудочков, контактирующие с клетками сократительного миокарда.

Синоатриальный узел является ведущим в деятель­ности сердца (главный водитель ритма), в нем генерируются импуль­сы с частотой 60-80 ударов в минуту, определяющие частоту сокращений сердца. В норме атриовентрикулярный узел и пучок Гиса являются толь­ко передатчиками возбуждения из ведущего узла к сер­дечной мышце. Однако им присуща способность к автоматии, только выражена она в меньшей степени, чем у синоатриального узла, и проявляется лишь в условиях патологии. Атриовентрикулярный узел способен генерировать импульсы с частотой 40-50 в минуту, пучок Гиса – 30-40, волокна Пуркинье – 10-20 импульсов в минуту, т.е. способность к автоматии в сердечной мышце уменьшается по мере удаления от основания к верхушке сердца. Такая последовательность называется убывающий градиент автоматии (У. Гаскелл, 1887).

Возбудимость сердца. В сердце в отличие от других возбудимых тканей имеется значительно выраженный и удлиненный рефрактерный период (0,27 с). Он характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение ее активности. Выделяют абсолютный и относительный рефрактерный период (р.п.). Во время абсолютного р.п. какой бы силы не наносили раздражения на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Он соответствует по времени систоле и началу диастолы предсердий и желудочков. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на раздражители. Во время относительного р.п. возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период мышца может ответить на раздражитель сильнее порогового. Он обнаруживается во время диастолы предсердий и желудочков.

Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения воз­буждения в сердечной мышце необходимо применить бо­лее сильный раздражитель, чем для скелетной. Установ­лено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, меха­нических, химических и т. д.). Сердечная мышца макси­мально сокращается и на пороговое, и на более сильное (сверхпороговое) по величине раздражение (закон Всё или Ничего).

Проводимость сердца. Она обеспечивает распростране­ние возбуждения от клеток водителей ритма по всему миокарду. Распространение возбуждения по сердцу осуществляется электри­ческим путем. Волны возбуждения проводятся по во­локнам сердечной мышцы и атипической ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со ско­ростью 0,8—1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков— 0,8—0,9 м/с, по клеткам проводящей системы сердца—0,2 - 4,2 м/с. Наибольшей проводимостью обладают волокна Пуркине – 3,0 - 4,2 м/с. В атриовентрикулярном узле скорость проведения возбуждения равна 0,2 м/с, в пучке Гиса – 1,0 – 1,5 м/с. При прохождении возбуждения через атрио-вентрикулярный узел возбуждение задерживается на 0,02-0,04 с - это так называемая атрио-вентрикулярная задержка. Она обеспечивает координацию (последовательность) сокращения предсердий и желудочков и позволяет предсердиям нагнетать дополнительную порцию крови в полости желудочков до начала их сокращения

Время полного охвата возбуждением желудочков – 0,01 – 0,015 с.

Сократимость сердечной мышцы. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы пред­сердий, затем - папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспе­чивая тем самым движение крови из полостей желудоч­ков в аорту и легочный ствол.

В отличие от скелетных мышц, сократительная реакция которых нарастает при увеличении силы раздражителя сверх пороговой величины, для сердечной мышцы пороговое раздражение является одновременно и максимальным (закон «все или ничего»). Этот обусловлено тем, что волокна миокарда соединены протоплазматическими мостиками. Благодаря выраженному р.п. .р.рррр.п. сердечная мышца неспособна к тетаническому (длительному) сокращению и совершает свою работу по типу одиночного мышечного сокращения.

В одиночном сокращении сердечной мышцы выделяют: латентный период, фазу укорочения (систолу), фазу расслабления (диастолу).

Сердечный цикл и его фазы.

Сердечным циклом называется совокупность электрофизиологических, биохимических и биофизических процессов, происходящих в сердце на протяжении одного сердечного сокращения. СЦ = 60 / ЧСС, сек.

Сердечный цикл составляет одну систолу (сокращение) и одну диастолу (расслабление). Систола предсердий длится 0,10 с, она слабее и короче систолы желудочков, а систола желудочков – 0,33 с. Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков) сердца длится 0,47 с. Диастола предсердий занимает 0,7 с. Весь сердечный цикл продолжается 0,80с (при ЧСС 75 уд/мин). Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращений деятельность каждой фазы уменьшается, особенно диастолы.

При систоле кровь из желудочков выталки­вается: из левого - в аорту, из правого - в легоч­ную артерию, а во время диастолы они заполняются кровью из пред­сердий.

Начинается цикл систолой предсердий (длительность в сред­нем 0,10 с.), при которой кровь выталкивается в желудочки. Затем начинается систола желудочков (0,33 с.), состоящая из двух периодов и четырех фаз.

В первом периоде НАПРЯЖЕНИЯ (0,08 с) полулунные клапаны закрыты. Возбуждение распространяется на все волокна желудочков, которые за время данного периода вовле­каются в сократительную реакцию и к концу периода слегка подни­мают давление в желудочках, захлопывая атриовентикулярные клапа­ны (митральный и трикуспидальный) - это фаза асинхронного сокращения (0,05 - 0,07 с). В следующую фазу изометрического напряжения (0,03-0,05 с) давление повышается до уровня диастолического давле­ния (70-90 - в аорте, 15-20 - в легочной артерии).

Во втором периоде ИЗГНАНИЯ КРОВИ (0,25 с) давление нарастает до уровня систолического (120мм рт.ст.), открываются полулун­ные клапаны и боль­шая часть крови изгоняется из желудочков в аорту и лёгочную артерию (фаза быстрого изгнания 0,12 с). Далее в фазу замедленного изгнания (0,13 с) продолжается выталкивание крови, хотя сокращение желудочков слабеет, наступает диастола (0,47 с), состоящая из четырёх периодов и двух фаз.

При па­дении давления до уровня диастолического, полулунные клапаны зах­лопываются (начало протодиастоличекого периода - 0,04 с), а атриовентикулярные клапаны остаются закрытыми и давление в желудочках падает до уровня давления в предсердиях - это период изометричес­кого расслабления (0,08 с).

При дальнейшем расслаблении миокарда наступает второй период диастолы (период наполнения - 0,25 с.), когда открываются атрио­вентикулярные клапаны и кровь из предсердий поступает в желудочки, образуя фазу быстрого (0,08 с) и фазу медленного (0,17 с) наполнения. Сокращение предсердий (начало следующего цикла) составляет пресистолический период желудочков 0,10 с.

Во время мышечной деятельности возрастает венозный приток крови, увеличивается ударный объем сердца, сокращается продолжи­тельность сердечных циклов, в основном за счет времени диастолы.

Графическая запись сердечных циклов осуществляется с помощью электрокардиографии (ЭКГ). В процессе возбуждения и сокращения миокарда в нём возникают биотоки и сердце становится электрогенератором. Ткани тела, обладая высокой электропроводностью, позволяют регистрировать усиленные электрические потенциалы с различных участков его поверхности. Запись биотоков сердца называется - электрокардиографией, а её кривые - элекрокардиограммой (ЭКГ), которая впервые была записана в 1902 г. В. Эйнтховеном.

При анализе ЭКГ определяют величину зубцов в милливольтах и длину интервалов между ними в долях секунды.