Система кровообращения. Физиология сердца. Гемодинамическая структура сердца

Функция сердца — насосная.

«Правое сердце» — качает венозную кровь, «левое сердце» — артериальную кровь.

Сокращение — систола, расслабление — диастола — заполнение камер сердца кровью.

Строение сердца

Стенка сердца состоит из 3-х слоев:

• эпикард (наружный),
• миокард (средний),
• эндокард (внутренний).

Клапаны

Механическая работа сердца — необходима согласованная работа клапанов.

Атриовентрикулярные клапаны (в левом желудочке — митральный, в правом желудочке — трехстворчатый) — препятствуют обратному забросу (регургитации) крови в предсердия во время систолы желудочков.

Аортальный и легочный клапаны расположены у основания крупных артериальных стволов, препятствуют регургитации крови в желудочки при диастоле (полулунные клапаны).

Миокард состоит из отдельных клеток, но функционирует как единое целое — функциональный синцитий.

Миокард

Мускулатура — поперечно-полосатая.

Миокард предсердий и желудочков не соединяется, h=2-3 мм и состоит из 2-х слоев: наружный — циркулярный (общий для правого и левого предсердия) и внутренний — продольный (отдельный для правого и левого предсердия).

h (толщина левого желудочка) = 10-12 мм, h (правого желудочка) = 3-6 мм.

Желудочки имеют 3 мышечных слоя:

• внутренний — продольный — во время систолы уменьшает продольный диаметр сердца,
• средний — из круговых волокон — уменьшает поперечный диаметр сердца,
• поверхностный — объединяет и левый и правый желудочки, 1,5 раза он окружает желудочки и сокращение этого слоя обеспечивает движение сердца вправо и вперед.

По данным электронной микроскопии миокард состоит из отдельных клеток. Местами контакта этих клеток является вставочные диски. Участок диска, где мембрана соседних клеток плотно примыкают друг другу, сливаясь в единый листок, называется нексусом.

Благодаря наличию нексусов волокна миокарда сокращаются одновременно.

Функция сердечно-сосудистой системы

Основное назначение сердечно-сосудистой системы — обеспечение кровообращения, то есть постоянная циркуляция крови в замкнутой системе сердца.

Функции сердечно-сосудистой системы:

• транспорт веществ, необходимых для обеспечение функций клеток организма;
• доставка к клеткам организма химических веществ, регулирующих их обмен;
• отвод от клеток их метаболитов;
• гуморальная связь органов и тканей между собой;
• доставка тканям средств защиты;
• удаление вредных веществ из организма;
• обмен тепла в организме.

Нагнетательная функция сердца основана на чередовании расслабления (диастолы) и сокращения (систолы) желудочков.

От сердца кровь уходит по артериальным сосудам, а приходят по венозным.

Деятельность сердца: сокращение сердца наблюдается вследствие периодически возникающих процессов возбуждения в сердечной мышце.

Просчет пульса — и есть количество ПД.

Для эффективной насосной деятельности нужна синхронная работа мышечных волокон миокарда.

Кардиомиоциты

Два синцития:

• типичные кардиомиоциты,
• атипичные кардиомиоциты.

Типичные (клетки рабочего миокарда, сократительные):

• 99% m миокарда,
• много миофибрилл, митохондрий, развит ЭПР (Ca2+).

Атипичные — клетки проводящей системы, пейсмекерные: слабо развит сократительный аппарат, обладают автоматией.

Миокард обладает рядом свойств:

• автоматия,
• возбудимость,
• проводимость,
• сократимость,
• рефрактерность.

Сердечный цикл

Это одно полное сокращение и расслабление всех камер сердца.

• I фаза — систола предсердий — 0,1 с.
• II фаза — систола желудочков — 0,33 с.
• III фаза — общая пауза — 0,37 с.

Сердечный цикл длится 0,8 с. при 75 уд/мин.

I фаза

• давление в левом предсердии — max=8-15 мм рт.ст. (сред. значение 5-7 мм рт.ст.);
• давление в правом предсердии — max=3-8 мм рт.ст. (сред. значение 2-4 мм рт.ст.).

Во время систолы предсердий желудочки находятся в фазе диастолы, они наполнены кровью. Давление в них = 2-3 мм рт.ст. Давление в предсердиях больше, значит кровь поступает в желудочки.

Створчатые клапаны открыты. Просвет вен закрывается вследствие сокращения гладких мышц.

II фаза

II фаза — систола желудочков — 0,33 с.

Период напряжения (0,08 с)

Фаза асинхронного сокращения (0,05 с):

• процесс возбуждения распространяется по миокарду желудочков;
• давление в желудочках близок к 0;
• постепенно сокращение охватывает все волокна миокарда;
• давление в желудочках повышается;
• кровь устремляется обратно в предсердия;
• но кровь в предсердия не поступает, т.к. закрываются створчатые клапаны;
• удар клапанов — возникает I или систолический тон.

Фаза изометрического сокращения (0,03 с):

• не происходит укорочения волокон миокарда (и створчатые, и полулунные клапаны закрыты);
• объем крови в желудочках остается постоянным;
• длина волокон не меняется, но увеличивается напряжение;
• левый желудочек округляется и силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной клетки (сердечный толчок);
• давление в желудочках становится выше давления в аорте и легочной артерии;
• в левом желудочке достигает 70-80 мм рт.ст., в правом — 15-20 мм рт.ст.;
• кровь из желудочков устремляется в сосуды.

Период изгнания (0,25 с)

• протосфигмический интервал — 0,005 с.;
• фаза быстрого изгнания — 0,1-0,12 с.:
  • давление в левом желудочке — 120-130 мм рт.ст.,
  • давление в правом желудочке — 25-39 мм рт.ст.;
• фаза медленного изгнания — 0,13-0,15 с.

III фаза

III фаза — диастола желудочков — 0,47 с.

Период расслабления — 0,12 с.

• протодиастолический интервал — 0,04 с (закрытие полулунных клапанов — II тон сердца);
• фаза изометрического расслабления — 0,08 с (длина волокон не меняется, давление в желудочках постепенно уменьшается при закрытых клапанах и становится чуть меньше, чем в предсердиях).

Происходит открытие створчатых клапанов и начинается период наполнения.

Период наполнения — 0,25 с

• фаза быстрого наполнения — 0,08-0,09 с (колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови к ним, следовательно — появление III тона сердца);
• фаза медленного наполнения — 0,16-0,17 с (эта фаза гемодинамически не эффективна; при ЧСС=120-140 уд/мин она отсутствует).

На этом сердечный ритм заканчивается, но диастола желудочков продолжается еще 0,1 с.

Происходит систола предсердий (пресистола для желудочков).

Пресистола — 0,1 с

Активное наполнение желудочков кровью. Предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови — возникает IV тон сердца.

Интерсистолический интервал — 0,007 с.

Диастола необходима для:

1. обеспечения исходной поляризации кардиомиоцитов (работа Na-K насоса),
2. удаление Ca из саркоплазмы,
3. ресинтез гликогена и АТФ,
4. наполнение сердца кровью.

Снова начинается новый цикл деятельности желудочков.

Гемодинамическая функция сердца

Насосная функция сердца обусловлена:

• ритмично возникающими сокращениями миокарда,
• строгой координацией сокращения предсердий и желудочков,
• синхронной работой правого и левого отделов сердца,
• надежной работой клапанов сердца,
• особенностями физиологических свойств миокарда.

Показатели работы сердца

Сокращение миокарда

Сокращение сердца запускается ПД (потенциалом действия).

Сократительные белки:

• актин (тонкие нити),
• миозин (толстые нити саркомера).

Модуляторные белки:

• тропомиозин,
• тропонин.

Сокращение миокарда:

Тропонин связывается с Ca2+ (из ЭПР) -> изменяется конформация тропонин-тропомиозинового комплекса -> открываются актиновые центры -> взаимодействие актиновых и миозиновых нитей (сокращаются).

Одновременно:

Стимулируется АТФ-ой активности актомиозиновых мостиков -> распад АТФ -> выделение энергии для скольжения нитей относительно друг друга -> сокращение миофибрилл.
При отсутствии Ca2+ сокращения не будет.