Мега Шпора. &1 Структура и функции биологических мембран. Ионные каналы мембран и их особенности. Мембранноионные механизмы происхождения потенциала покоя. Электрогенез процесса возбуждения

• Название: &1 Структура и функции биологических мембран. Ионные каналы мембран и их особенности. Мембранноионные механизмы происхождения потенциала покоя. Электрогенез процесса возбуждения
• Анкор: Мега Шпора.doc
• Дата: 02.05.2017
• Размер: 2.79 Mb.
• Имя файла: Мега Шпора.doc
• Тип: Документы; #6364
• страница: 4 из 21

Микроструктура и физиологические свойства сердечной мышцы. Сердце человека — четырехкамерный полый мышечный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков. Правая и левая части сердца разделены перегородкой и не сообщаются между собой. Предсердия и желудочки от­делены друг от друга с помощью створчатых (атриовентрикулярных) клапа­нов. Желудочки от магистральных сосудов (аорты и легочного ствола) отде­лены полулунными клапанами. Клапанный аппарат работает по принципу разности давления между полостями, которые эти клапаны разделяют.

Мышечная ткань сердца состоит из отдельных клеток — миоцитов. Различают два вида миоцитов — сердечные проводящие миоциты и сократи­тельные миоциты. У кардиомиоцитов имеются внешняя оболочка (сарко­лемма), ядро, митохондрии и продольные сократительные элементы — миофибриллы.

Характерной особенностью ткани сердечной мышцы является наличие в области вставочных дисков зон плотного прилегания мембран кардиоми­оцитов — нексусов. За счет этого в области нексусов создается низкое электрическое сопротивление по сравнению с другими областями мембра­ны, что обеспечивает быстрый переход возбуждения с одного волокна на другое. Такое псевдосинцитиальное строение сердечной мышцы определя­ет ряд ее особенностей.

Электрогенез миокарда. Электрокардиография. При возбуждении сердечной мышцы возникаю­щие на ее поверхности электрические потенциалы создают в окружающих тканях динамическое электрическое поле, которое может быть зарегистри­ровано с поверхности тела. Регистрация биоэлектрических явлений, возни­кающих при возбуждении сердца, получила название электрокардиогра­фии, а ее графическое выражение, отражающее возникновение, распро­странение и окончание возбуждения в различных отделах сердца,— электрокардиограммы (ЭКГ). В норме на ЭКГ различают 6 зубцов, обозна­ченных буквами Р, Q, R, S, Т. Интервалы между зубцами обо­значают двумя буквами соответственно зубцам, между которыми они за­ключены.

Потенциал действия кардиомиоцитов желудочков.

Зубец Ротражает процесс возбуждения в миокарде предсердий. Доказа­но, что возбуждение правого предсердия происходит раньше левого на 0,02—0,03 с, поэтому первая половина зубца Р до вершины соответствует возбуждению правого предсердия, вторая — левого предсердия. Продолжи­тельность его не превышает 0,11 с. Процесс реполяризации предсердий на нормальной ЭКГ не выражен.

Интервал P—Qсоответствует так называемой атриовентрикулярной за­держке. Его продолжительность зависит от частоты сердечного ритма, од­нако в норме он находится в пределах 0,12—0,20 с.

Зубец Qявляется первым зубцом желудочкового комплекса, всегда об­ращенным книзу, и отражает процесс распространения возбуждения из атриовентрикулярного узла на межжелудочковую перегородку и папиллярные мышцы. Это наиболее непостоянный зубец ЭКГ, он может отсутствовать во всех отведениях. Глубина зубца Qв норме не превышает 1/4 зубца R Зубец Rвсегда направлен вверх. Он отражает процессы деполяризации стенок левого и правого желудочков и верхушки сердца.

Зубец S, как и Q,— непостоянный отрицательный зубец ЭКГ. Он отра­жает несколько более поздний охват возбуждением отдаленных, базальных участков миокарда и субэпикардиальных слоев миокарда.

Зубец Тотражает процесс быстрой реполяризации миокарда желудоч­ков. Его ширина колеблется от 0,1 до 0,25 с, однако не имеет существенно­го значения при анализе ЭКГ. В целом желудочковый комплекс QRSTот­ражает процесс распространения возбуждения и прекращения его в мио­карде желудочков. Ширина комплекса QRS в норме не превышает 0,1 с.

Сегмент ST — отрезок времени от конца комплекса QRSдо начала зубца Т, отражающий состояние уравновешенности потенциалов всех участков миокарда (полный охват желудочков возбуждением) и период медленной реполяризации. В норме сегмент STрасположен на изоэлектри-ческой линии.

За зубцом Т следует изоэлектрический интервал Т—Р, соответствующий периоду, когда все сердце находится в состоянии покоя (во время диастолы).

Зубец Uпоявляется через 0,01—0,04 с после зубца Т; он имеет ту же по­лярность, что и зубец Т, продолжительность его не превышает 0,16 с. Его появление связывают с электрическими потенциалами, возникающими при растяжении желудочков в начальной фазе диастолы или с явлениями сле­довой реполяризации волокон проводящей системы сердца.

Интервал Q—Т— от начала зубца Qдо конца зубца Т — соответствует электрической систоле желудочков. Его длительность зависит от ЧСС. Эта зависимость выражена формулой Базетта, по которой легко рассчитать должную величину интервала Q—T и сопоставить с фактической:
Регистрация электрокардиограммыпроизводится с помощью электро­кардиографа путем различных отведений от поверхности тела. Для записи ЭКГ традиционно используют три стандартных отведения по Эйнтховену: I отведение (правая рука — левая рука), II отведение (правая рука — левая нога), III отведение (левая рука — левая нога). Кроме того, в клинике ис­пользуют дополнительно усиленные отведения по Гольдбергеру, грудные отведения по Вильсону и отведения по Небу.



Экстрасистолия - самая распространённая форма аритмии, характеризующаяся внеочередными сокращениями сердца (экстрасистолы), обусловленными импульсами из возникшего в миокарде дополнительного очага возбуждения. Поскольку мышца сердца после каждого сокращения остаётся некоторое время невозбудимой, очередной нормальный импульс, как правило, не может вызвать систолу и возникает более длительная, чем после нормального сокращения, т. н. компенсаторная пауза.

№ 16 Гемодинамическая функция сердца. Одиночный цикл сердечной деятельности. Фазовый анализ сердечной деятельности. Величина кровяного давления исостояние клапанов сердца в различные фазы сердечного цикла.
Гемодинамическая функция сердца - процессы, механизмы движения крови в сердечно-сосудистой системе на основе тспользования физических законов

Одиночный цикл сердечной деятельности. Фазовый анализ сердечной деятельности. Величина кровяного давления исостояние клапанов сердца в различные фазы сердечного цикла.

В норме сердце человека совершает в среднем 70 уд/мин. Это означает, что один сердечный цикл длится 0,8 с. При этом длительность систолы предсердий составляет 0,1 с, длительность систолы желудочков — 0,33 с. Диастола предсердий длится 0,7 с, желудочков — 0,47 с. Таким образом, предсердия большую часть цикла (0,7 с) находятся в состоянии диастолы, а у желудочков диастола значительно меньше.

Систола предсердий. Систола предсердий начинается при распростра­нении возбуждения от синусно-предсердного узла. В процесс сокращения вовлекаются все миокардиоциты — и правого, и (чуть позже) левого пред­сердия. В результате сжимаются устья полых вен, впадающих в предсердия, повышается внутрипредсердное давление — в левом предсердии до 5—8 мм рт.ст., в правом — до 4—6 мм рт.ст. В результате вся кровь, которая за время диастолы предсердия накопилась в нем, изгоняется в желудочки: примерно за всю систолу предсердий (0,1 с) в желудочки дополнительно входит около 40 мл крови, т.е. около 30 % от конечно-диастолического объема. Благодаря этому, во-первых, возрастает кровенаполнение желудоч­ков и, во-вторых создается сила, которая вызывает дополнительное растя­жение сократительных кардиомиоцитов желудочков.

Систола желудочков. Систолу желудочков принято делить на два пе­риода — период напряжения и период изгнания крови, а диастолу — на три периода — протодиастолический период, период изометрического расслаб­ления и период наполнения. Цикл систола—диастола желудочков представ­лен в следующем виде.

Систола желудочков — 0,33 с.

Период напряжения — 0,08 с:

• фаза асинхронного сокращения — 0,05 с;

• фаза изометрического сокращения — 0,03 с.

Период изгнания крови — 0,25 с:

• фаза быстрого изгнания — 0,12 с;

• фаза медленного изгнания — 0,13 с.

Диастола желудочков — 0,47 с.

Протодиастолический период — 0,04 с.

Период изометрического расслабления — 0,08 с.

Период наполнения кровью — 0,35 с:

• фаза быстрого наполнения — 0,08 с;

• фаза медленного наполнения — 0,26 с;

• фаза наполнения, обусловленная систолой предсердия,— 0,1 с.

Систола желудочков занимает 0,33 с. В период напряжения повышается давление внутри желудочков, закрываются атриовентрикулярные клапаны. Это происходит в том случае, если давление в желудочках становится чуть выше, чем в предсердиях. Промежуток времени от начала возбуждения и сокращения кардиомиоцитов желудочков до закрытия атриовентрикулярных клапанов называется фазой асинхронного сокращения. В оставшиеся 0,03 с происходит быстрое повышение внутрижелудочкового давления: кровь находится в замкнутом пространстве — атриовентрикулярные клапаны закрыты, а полулунные еще не открыты. Из-за несжимаемости крови и неподатливости стенок желудочков в результате продолжающе­гося сокращения миокардиоцитов в полостях желудочков сердца возрастает давление. Это — фаза изометрического сокращения, в конце которой откры­ваются полулунные клапаны. В левом желудочке это происходит при до­стижении давления 75—85 мм рт.ст., т.е. такого давления, которое чуть выше, чем в аорте в период диастолы, а в правом желудочке — 15—20 мм рт.ст., т.е. чуть выше, чем в легочном стволе. Открытие полулунных клапа­нов создает возможность изгнания крови в аорту и легочный ствол.

В остальное время систолы желудочков — 0,25 с — происходит изгна­ние крови. В начале процесс изгнания совершается быстро— давление в выходящих из желудочков сосудах (аорте, легочном стволе) сравнительно небольшое, а в желудочках продолжает нарастать: в левом до 120—130 мм рт.ст., в правом до 25—30 мм рт.ст. Такое же давление создается соответст­венно в аорте и легочном стволе. По мере заполнения аорты и легочного ствола выходящей из желудочков кровью сопротивление выходящему потоку крови увеличивается и фаза быстрого изгнания сменяется фазой медленного изгнания.

Диастола желудочков занимает около 0,47 с. Она начинается с перио­да протодиастолы: это промежуток времени от начала снижения дав­ления внутри желудочков до момента закрытия полулунных клапанов, т.е. до того момента, когда давление в желудочках станет меньше давления в аорте и легочном стволе. Этот период длится около 0,04 с.

Давление в желудочках в следующие 0,08 с продолжает очень быстро падать. Как только оно снижается почти до нуля, открываются атриовентрикулярные клапаны и желудочки наполняются кровью, которая накопи­лась в предсердиях. Время от закрытия полулунных клапанов до открытия атриовентрикулярных клапанов называется периодом изометри­ческого расслабления.

Период наполнения кровью желудочков длится 0,35 с. Начи­нается он с момента открытия атриовентрикулярных клапанов: вся кровь (около 33 мл) в фазу быстрого наполненияустремляется в желудочки. Затем наступает фаза медленного пассивного наполнения, или фаза диастазиса,— 0,26 с; в этот период вся кровь, которая поступает к предсердиям, протека­ет «транзитом» сразу из вен через предсердие в желудочки. В завершение наступает систола предсердий, которая за 0,1 с «выжимает» дополнительно около 40 мл крови в желудочки. Эту фазу называют пресистолической.

№ 17 Основные свойства сердечной мышцы. Закон Франка-Стерлинга и его характеристика. Автоматия сердечной мышцы. Современные представления о субстрате природе автоматии.
Микроструктура и физиологические свойства сердечной мышцы. Сердце человека — четырехкамерный полый мышечный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков. Правая и левая части сердца разделены перегородкой и не сообщаются между собой. Предсердия и желудочки от­делены друг от друга с помощью створчатых (атриовентрикулярных) клапа­нов. Желудочки от магистральных сосудов (аорты и легочного ствола) отде­лены полулунными клапанами. Клапанный аппарат работает по принципу разности давления между полостями, которые эти клапаны разделяют.

Мышечная ткань сердца состоит из отдельных клеток — миоцитов. Различают два вида миоцитов — сердечные проводящие миоциты и сократи­тельные миоциты. У кардиомиоцитов имеются внешняя оболочка (сарко­лемма), ядро, митохондрии и продольные сократительные элементы — миофибриллы.

Характерной особенностью ткани сердечной мышцы является наличие в области вставочных дисков зон плотного прилегания мембран кардиоми­оцитов — нексусов. За счет этого в области нексусов создается низкое электрическое сопротивление по сравнению с другими областями мембра­ны, что обеспечивает быстрый переход возбуждения с одного волокна на другое. Такое псевдосинцитиальное строение сердечной мышцы определя­ет ряд ее особенностей.

Закон Франка-Стерлинга и его характеристика. В основе гемодинамической регуляции силы сердечных сокращений лежит закон Франка—Старлинга, установленный авторами на сердечно-ле­гочном препарате. При сохранении у животного малого круга кровообра­щения большой круг кровообращения был замещен искусственной систе­мой трубок. Это позволило, с одной стороны, изменяя давление в венозном резервуаре, увеличивать или уменьшать приток крови к правому предсер­дию, а с другой — определять изменения объема сердца и количества крови, поступающей в сердце и вытекающей из него. Установлено, что чем больше крови притекает к сердцу во время диастолы, тем сильнее растяги­ваются волокна сердечной мышцы и тем сильнее оно сокращается при сле­дующей систоле. Механизм этого явления объясняют двумя причинами: -

• 
  сократительный кардиомиоцит состоит из двух элементов — собст­венно сократительного и эластического. Сократительный элемент в возбужденном состоянии способен сокращаться, а последовательно соединенный с ним эластический элемент действует как обычная пружина с нелинейной характеристикой. Однако сила сокращений возрастает только при средних величинах их растяжения;
  
• 
  во время диастолы увеличивается площадь контакта между мито­хондриями и миофибриллами, вследствие чего возрастают интен­сивность диффузии АТФ из митохондрий в миофибриллы и энерге­тическое обеспечение сократительного аппарата.
  

Следствиями закона Старлинга являются изменения параметров гемо­динамики.

Следствие 1. При увеличении венозного давления при неизмен­ном артериальном возрастает сила сердечных сокращений и увеличиваются СО и МОК.

Следствие 2. При увеличении артериального давления и неизмен­ном венозном давлении возрастает сила сердечных сокращений (для пре­одоления возросшего сопротивления), но СО и МОК не меняются.

Автоматия сердечной мышцы. Автоматизм — способность сердца сокращаться под влиянием возни­кающих в нем возбуждений. Ритмическая деятельность сердца происходит благодаря наличию в области ушка правого предсердия ведущего центра автоматизма — синусно-предсердного (синусного) узла. От него по проводя­щим волокнам предсердий возбуждение достигает атриовентрикулярного узла, расположенного в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсердиями и желудочками. Здесь возбуждение переходит на миокард желудочков по волокнам пучка Гиса (предсердно-желудочкового пучка) и достигает волокон Пуркинье (сердечных проводящих миоцитов). В норме водителем ритма сердца является синусно-предсердный узел; он обладает всеми качествами истинного пейсмекера, а именно:

• повышенной по сравнению с другими отделами сердца чувствитель­ностью к влияниям гуморальной и нервной природы;

• спонтанной ритмической медленной деполяризацией формирующих его элементов.

Теории автоматизма. Существует несколько теорий, объясняющих про­исхождение автоматизма (нейрогенная, эндогенная и др.). Наиболее попу­лярна теория диастолического поля, в соответствии с которой в начальную фазу диастолы в проводящих миоцитах регистрируется мембранный потен­циал, равный —90 мВ. В диастолу метаболизм сердечной мышцы изменяет­ся, и МП постепенно уменьшается. Степень уменьшения МП неодинакова в различных отделах сердца. Быстрее всего он уменьшается в клетках си­нусно-предсердного узла вследствие особенности их метаболизма. Мем­бранный потенциал постепенно достигает критического уровня деполяри­зации, вслед за которым следует ПД. Все остальные отделы сердца подчи­няются возникшему ПД — возбуждению, генерируемому в водителе ритма.

№ 18 Регуляции сердечной деятельности: гемодинамические, нервные и гуморальные факторы, влияющие на сердечную деятельность.
Гемодинамическая регуляция. В основе гемодинамической регуляции силы сердечных сокращений лежит закон Франка—Старлинга, установленный авторами на сердечно-ле­гочном препарате. При сохранении у животного малого круга кровообра­щения большой круг кровообращения был замещен искусственной систе­мой трубок. Это позволило, с одной стороны, изменяя давление в венозном резервуаре, увеличивать или уменьшать приток крови к правому предсер­дию, а с другой — определять изменения объема сердца и количества крови, поступающей в сердце и вытекающей из него. Установлено, что чем больше крови притекает к сердцу во время диастолы, тем сильнее растяги­ваются волокна сердечной мышцы и тем сильнее оно сокращается при сле­дующей систоле. Механизм этого явления объясняют двумя причинами: -

• 
  сократительный кардиомиоцит состоит из двух элементов — собст­венно сократительного и эластического. Сократительный элемент в возбужденном состоянии способен сокращаться, а последовательно соединенный с ним эластический элемент действует как обычная пружина с нелинейной характеристикой. Однако сила сокращений возрастает только при средних величинах их растяжения;
  
• 
  во время диастолы увеличивается площадь контакта между мито­хондриями и миофибриллами, вследствие чего возрастают интен­сивность диффузии АТФ из митохондрий в миофибриллы и энерге­тическое обеспечение сократительного аппарата.
  

Следствиями закона Старлинга являются изменения параметров гемо­динамики.

Следствие 1. При увеличении венозного давления при неизмен­ном артериальном возрастает сила сердечных сокращений и увеличиваются СО и МОК.

Следствие 2. При увеличении артериального давления и неизмен­ном венозном давлении возрастает сила сердечных сокращений (для пре­одоления возросшего сопротивления), но СО и МОК не меняются.